(57)【要約】【課題】低電圧で所望の発光輝度、及び所望の色純度が得られる寿命の長い薄型のフルカラー表示装置を安価で提供することを課題とする。【解決手段】フルカラー表示可能な発光装置において、異なる発光色（例えばＲ、Ｇ、Ｂ）を発光する複数の発光素子のうち、少なくとも一つの発光色の発光素子は有機化合物を含む発光素子（有機ＥＬ素子）とし、他の一つの発光色の発光素子は無機材料を発光層または蛍光層とする発光素子（無機ＥＬ素子）とする。なお、同一基板上に有機ＥＬ素子と無機ＥＬ素子を形成する。【選択図】図１
2007265973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の画素部に発光色の異なる発光素子を複数有する半導体装置であり、
第１の発光色の発光素子と、
第２の発光色の発光素子と、
第３の発光色の発光素子とを有し、
前記第１の発光色の発光素子は、無機材料を発光層または蛍光層とし、
前記第２及び第３の発光色の発光素子は、有機化合物を発光層に含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
基板上の画素部に発光色の異なる発光素子を複数有する半導体装置であり、
第１の発光色の発光素子と、
第２の発光色の発光素子と、
第３の発光色の発光素子とを有し、
前記第１及び第２の発光色の発光素子は、無機材料を発光層または蛍光層とし、
前記第３の発光色の発光素子は、有機化合物を発光層に含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記第１、第２、及び第３の発光色の発光素子からの発光が通過する位置にカラーフィルタを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
基板上の画素部に発光色の異なる発光素子を複数有する半導体装置であり、
第１の発光色の発光素子と、
第２の発光色の発光素子と、
第３の発光色の発光素子と、
第４の発光色の発光素子とを有し、
前記第１の発光色の発光素子は、無機材料を発光層または蛍光層とし、
前記第２、第３、及び第４の発光色の発光素子は、有機化合物を発光層に含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
基板上の画素部に発光色の異なる発光素子を複数有する半導体装置であり、
第１の発光色の発光素子と、
第２の発光色の発光素子と、
第３の発光色の発光素子と、
第４の発光色の発光素子とを有し、
前記第１、及び第２の発光色の発光素子は、無機材料を発光層または蛍光層とし、
前記第３、及び第４の発光色の発光素子は、有機化合物を発光層に含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
基板上の画素部に発光色の異なる発光素子を複数有する半導体装置であり、
第１の発光色の発光素子と、
第２の発光色の発光素子と、
第３の発光色の発光素子と、
第４の発光色の発光素子とを有し、
前記第１、第２、及び第３の発光色の発光素子は、無機材料を発光層または蛍光層とし、
前記第４の発光色の発光素子は、有機化合物を発光層に含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一において、前記第１の発光色は、赤、緑、青、白、シアン、マゼンダ、アンバー、橙、或いはイエローであることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項４乃至７のいずれか一において、前記第１、第２、第３、または第４の発光色の発光素子からの発光が通過する位置にカラーフィルタを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一において、前記有機化合物は、トリプレット化合物、またはシングレット化合物であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一において、前記半導体装置は、パッシブマトリクス型表示装置であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれか一において、前記半導体装置は、アクティブマトリクス型表示装置であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一において、前記半導体装置は、表示装置、デジタルカメラ、携帯情報端末から選ばれた一であることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の発光素子を有する半導体装置およびその作製方法に関する。例えば、発光素子を有する発光表示装置を部品として搭載した電子機器に関する。
【０００２】
なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。
【背景技術】
【０００３】
物質に電界を印加したときに発光を生じる現象はＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）現象と呼ばれ、公知な現象として知られている。特にＺｎＳ：Ｍｎの無機薄膜を用いた無機ＥＬと、有機蒸着薄膜を用いた有機ＥＬは明るく、高効率のＥＬ発光を示しディスプレイへの応用が図られている。
【０００４】
近年、フルカラー表示できるディスプレイを実現するため、様々な構成が提案されている。例えば、白色発光素子とカラーフィルタを組み合わせてフルカラー表示を行う構成や、赤色（Ｒ）の発光層、緑色（Ｇ）の発光層、青色（Ｂ）の発光層の３つの発光層を並べてフルカラー表示を行う構成が検討されている。
【０００５】
また、赤色、緑色、青色に白色（Ｗ）をいれた４色の画素を有する画素群で構成する有機発光デバイスは特許文献１に開示されている。
【０００６】
また、本出願人は、複数の異なる色に発光するＥＬ素子を有する発光装置において、少なくとも一つのＥＬ素子は、トリプレット化合物を有し、その他のＥＬ素子はシングレット化合物を有するカラー表示装置を特許文献２に開示している。
【特許文献１】米国特許出願第２００２／０１８６２１４号明細書
【特許文献２】特開２００２−６２８２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＥＬ素子における発光輝度はＥＬ素子に印加される電圧によって制御されているが、ＥＬ素子の発光色によって用いる発光材料が異なるため、電圧に対する発光輝度が異なってしまう。
【０００８】
また、赤色、緑色、または青色を発光する有機ＥＬを用いてフルカラー表示させようとした場合、用いる発光材料が異なるため、赤色、緑色、及び青色の発光素子を全て同じ輝度とし、低電圧で駆動させ、長寿命を達成させることは困難であった。
【０００９】
本発明は、低電圧で所望の発光輝度、及び所望の色純度が得られる寿命の長い薄型のフルカラー表示装置を安価で提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、フルカラー表示可能な発光装置において、異なる発光色（例えばＲ、Ｇ、Ｂ）を発光する複数の発光素子のうち、少なくとも一つの発光色の発光素子は有機化合物を含む発光素子（有機ＥＬ素子）とし、他の一つの発光色の発光素子は無機材料を発光層または蛍光層とする発光素子（無機ＥＬ素子）とする。
【００１１】
なお、同一基板上に有機ＥＬ素子と無機ＥＬ素子を形成する。同一基板上に有機ＥＬ素子と無機ＥＬ素子を形成することで、１画素あたりの製造コストを低くすることができる。
【００１２】
フルカラー表示に使う全ての発光色を無機ＥＬ素子で構成した場合、発光材料や素子構造を鑑みて、それらの発光色全てを５Ｖ〜１５Ｖ未満で駆動させることは困難である。一方、本発明では、それらの発光色のうち、１色、または２色を５Ｖ〜１５Ｖ未満で駆動させることができる無機ＥＬ素子を用い、残りの発光色は有機ＥＬ素子を用いることを特徴としている。
【００１３】
また、フルカラー表示に使う全ての発光色を有機ＥＬ素子で構成した場合、発光材料や素子構造を鑑みて、それらの発光色全てを所望の輝度及び寿命を満たすことは困難である。一方、本発明では、それらの発光色のうち、例えば、１色、または２色をトリプレット化合物を用いた有機ＥＬ素子を用い、残りの発光色を有機ＥＬ素子よりも寿命が長い無機ＥＬ素子を用いることができる。
【００１４】
本発明は、同一基板上に有機ＥＬ素子と無機ＥＬ素子を組み合わせて、低電圧で所望の発光輝度が得られる寿命の長いフルカラー表示装置を安価で提供することができる。さらに、適宜、カラーフィルタと組み合わせて所望の色純度も得られるフルカラー表示装置を提供することができる。また、本発明は、カラーフィルタの数を低減することもでき、例えば、カラーフィルタを用いた無機ＥＬ素子一つと、カラーフィルタを用いない有機ＥＬ素子二つとでフルカラー表示装置を作製することができる。ただし、高輝度のフルカラー表示装置を作製するためには、効率面、製造面から多くのカラーフィルタを使用しないことが望ましい。
【００１５】
本明細書で開示する発明の構成は、基板上の画素部に発光色の異なる発光素子を複数有する半導体装置であり、第１の発光色の発光素子と、第２の発光色の発光素子と、第３の発光色の発光素子とを有し、前記第１の発光色の発光素子は、無機材料を発光層または蛍光層とし、前記第２及び第３の発光色の発光素子は、有機化合物を発光層に含むことを特徴とする半導体装置である。
【００１６】
また、他の発明の構成は、基板上の画素部に発光色の異なる発光素子を複数有する半導体装置であり、第１の発光色の発光素子と、第２の発光色の発光素子と、第３の発光色の発光素子とを有し、前記第１及び第２の発光色の発光素子は、無機材料を発光層または蛍光層とし、前記第３の発光色の発光素子は、有機化合物を発光層に含むことを特徴とする半導体装置である。
【００１７】
また、上記各構成において、所望の発光色や色純度を得るため、前記第１、第２、及び第３の発光色の発光素子からの発光が通過する位置にカラーフィルタを有することを特徴としている。さらに、カラーフィルタに代えて色変換層を用いてもよい。
【００１８】
また、ＲＧＢの３色駆動ではなく、輝度を改善できるＲＧＢＷの４色駆動に本発明を適用してもよく、他の発明の構成は、基板上の画素部に発光色の異なる発光素子を複数有する半導体装置であり、第１の発光色の発光素子と、第２の発光色の発光素子と、第３の発光色の発光素子と、第４の発光色の発光素子とを有し、前記第１の発光色の発光素子は、無機材料を発光層または蛍光層とし、前記第２、第３、及び第４の発光色の発光素子は、有機化合物を発光層に含むことを特徴とする半導体装置である。
【００１９】
また、他の発明の構成は、基板上の画素部に発光色の異なる発光素子を複数有する半導体装置であり、第１の発光色の発光素子と、第２の発光色の発光素子と、第３の発光色の発光素子と、第４の発光色の発光素子とを有し、前記第１、及び第２の発光色の発光素子は、無機材料を発光層または蛍光層とし、前記第３、及び第４の発光色の発光素子は、有機化合物を発光層に含むことを特徴とする半導体装置である。
【００２０】
また、他の発明の構成は、基板上の画素部に発光色の異なる発光素子を複数有する半導体装置であり、第１の発光色の発光素子と、第２の発光色の発光素子と、第３の発光色の発光素子と、第４の発光色の発光素子とを有し、前記第１、第２、及び第３の発光色の発光素子は、無機材料を発光層または蛍光層とし、前記第４の発光色の発光素子は、有機化合物を発光層に含むことを特徴とする半導体装置である。
【００２１】
また、上記ＲＧＢＷの４色駆動の各構成において、前記第１、第２、第３、または第４の発光色の発光素子からの発光が通過する位置にカラーフィルタを有することを特徴としている。さらに、カラーフィルタに代えて色変換層を用いてもよい。
【００２２】
赤色、緑色、青色に白色を加えた４色の画素を有する画素群で構成する利点としては、白色バックグラウンドの使用頻度が高い用途に使用された場合、総電力消費量を低減できる。ただし、ＲＧＢＷの４色駆動とする場合には、３色映像信号から４色映像信号への変換のための駆動回路が必要となる。また、ＲＧＢＷの４色駆動もＲＧＢの３色駆動と同様に適宜、カラーフィルタと組み合わせて所望の色純度も得られるフルカラー表示装置を提供することができる。また、ＲＧＢＷの４色駆動とする場合、白色画素に用いる発光素子の輝度または発光面積によっては白色が強調されすぎて彩度が低下する恐れがあるので、白色画素の輝度や面積を考慮して適宜調節することが好ましい。
【００２３】
また、ＲＧＢまたはＲＧＢＷの画素の配列方法としては、同一色の発光素子を画素列単位で配列するストライプ型、列方向または行方向に順次配列するモザイク型、列方向に単位画素をジグザグに配列するデルタ型などがある。本発明は画素の配列方法は特に限定されず、様々な画素配列を用いることができる。
【００２４】
また、上記各構成において、前記第１の発光色は、赤、緑、青、白、シアン、マゼンダ、アンバー、橙、或いはイエローであることを特徴としている。無機ＥＬ素子や有機ＥＬ素子で得られる様々な発光色をうまく組み合わせて所望のフルカラー表示を得ることができる。
【００２５】
発光素子をマトリクス状に配置して形成された発光装置には、パッシブマトリクス駆動（単純マトリクス型）とアクティブマトリクス駆動（アクティブマトリクス型）といった駆動方法を用いることが可能である。本発明はパッシブマトリクス駆動とアクティブマトリクス駆動のどちらにも適用することができる。画素密度を増やして高精細なパネルとする場合には、画素（又は１ドット）毎にスイッチが設けられているアクティブマトリクス型の方が低電圧駆動できるので有利である。
【００２６】
アクティブマトリクス型とする場合、画素に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチング素子を配置する。スイッチング素子としてはアモルファスシリコン膜を用いたＴＦＴやポリシリコン膜を用いたＴＦＴなどを用いることができる。アクティブマトリクス型の表示装置においては、画素部において有効画面領域を広げる開発が進められている。有効画面領域の面積を大きくするには画素部に配置されるＴＦＴ（画素ＴＦＴ）の占める面積をできるだけ小さくする必要に迫られている。また、製造コストの低減を図るために駆動回路を画素部と同一基板上に作り込む開発も進められている。
【００２７】
また、本発明は、アクティブマトリクス型の発光装置において、スクリーン印刷法などの成膜位置精度の比較的低い成膜方法を用いて無機発光素子の発光層を形成する場合、狭い間隔で塗り分けを行うことが困難であるので、図９にその一例を示すような構成とすることも本発明の特徴の一つである。その特徴は、第１色の無機発光素子と、隣り合う第２色の無機発光素子との両方に共通な同じ無機材料層を用いることである。そして、カラーフィルタと精度高く位置合わせして固定すれば、第１色の無機発光素子と、隣り合う第２色の無機発光素子との間隔を狭めることができる。また、２画素分の広い幅で成膜することができるため、スクリーン印刷法でも高精細なフルカラーパネルを得ることができる。
【００２８】
また、本発明は、工程を短縮化するためにアクティブマトリクス型の発光装置において、第１色の有機発光素子と、隣り合う第２色の有機発光素子との間に設ける隔壁層と、第３色の無機発光素子の一対の電極間に設ける絶縁層との材料を同じ工程で形成することも本発明の特徴の一つである。この構成の一例は図１０に示している。この場合、隔壁層と絶縁層は、タンタル酸バリウム、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化タンタル、チタン酸バリウムなどを用いることができる。
【００２９】
また、赤色、緑色、または青色の発光素子として無機ＥＬを用いてフルカラー表示させようとした場合、パッシブマトリクス駆動で表示を行うが、パッシブマトリクス駆動では走査電極を増加させると輝度が低下することが問題となっている。
【００３０】
また、本発明は、工程を短縮化するためにパッシブ型の発光装置において、第１色の有機発光素子と、隣り合う第２色の有機発光素子との間に設ける隔壁層と、第３色の無機発光素子の一対の電極間に設ける絶縁層との材料を同じ工程で形成することも本発明の特徴の一つである。この構成の一例は図１１に示している。この場合、隔壁層と絶縁層は、タンタル酸バリウム、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化タンタル、チタン酸バリウムなどを用いることができる。
【００３１】
また、無機ＥＬ素子の駆動に要する電圧が１００Ｖ〜２００Ｖと比較的に高い無機材料を発光層または蛍光層として用いた場合、１００Ｖ〜２００ＶではＴＦＴは破壊されてしまうので、スイッチング素子としてＴＦＴを用いることが困難となる。従って、本発明の無機ＥＬ素子で用いる発光層または蛍光層は、５Ｖ〜１５Ｖで駆動できる無機材料を用いることが好ましい。無機ＥＬ素子は、発光層を挟持する一対の電極層間に電圧を印加することで発光が得られるが、直流駆動又は交流駆動のいずれにおいても動作することができる。
【００３２】
また、無機ＥＬ素子は、その素子構成により、分散型無機ＥＬ素子と薄膜型無機ＥＬ素子とに分類されるが、本発明はどちらを用いてもよい。前者は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた電界発光層を有し、後者は、発光材料の薄膜からなる電界発光層を有している点に違いはあるが、高電界で加速された電子を必要とする点では共通である。なお、得られる発光のメカニズムとしては、ドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー−アクセプター再結合型発光と、金属イオンの内殻電子遷移を利用する局在型発光とがある。分散型無機ＥＬではドナー−アクセプター再結合型発光、薄膜型無機ＥＬ素子では局在型発光である場合が多い。
【００３３】
本発明で用いることのできる発光材料は、母体材料と発光中心となる不純物元素とで構成される。含有させる不純物元素を変化させることで、様々な色の発光を得ることができる。発光材料の作製方法としては、固相法や液相法（共沈法）などの様々な方法を用いることができる。また、噴霧熱分解法、複分解法、プレカーサーの熱分解反応による方法、逆ミセル法やこれらの方法と高温焼成を組み合わせた方法、凍結乾燥法などの液相法なども用いることができる。
【００３４】
固相法は、母体材料と、不純物元素又は不純物元素を含む化合物を秤量し、乳鉢で混合、電気炉で加熱、焼成を行い反応させ、母体材料に不純物元素を含有させる方法である。焼成温度は、７００〜１５００℃が好ましい。温度が低すぎる場合は固相反応が進まず、温度が高すぎる場合は母体材料が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。比較的高温での焼成を必要とするが、簡単な方法であるため、生産性がよく大量生産に適している。
【００３５】
液相法（共沈法）は、母体材料又は母体材料を含む化合物と、不純物元素又は不純物元素を含む化合物を溶液中で反応させ、乾燥させた後、焼成を行う方法である。発光材料の粒子が均一に分布し、粒径が小さく低い焼成温度でも反応が進むことができる。
【００３６】
無機ＥＬ素子の発光材料に用いる母体材料としては、硫化物、酸化物、窒化物を用いることができる。硫化物としては、例えば、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化カルシウム（ＣａＳ）、硫化イットリウム（Ｙ２Ｓ３）、硫化ガリウム（Ｇａ２Ｓ３）、硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）、硫化バリウム（ＢａＳ）等を用いることができる。また、酸化物としては、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）等を用いることができる。また、窒化物としては、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）等を用いることができる。さらに、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）等も用いることができ、硫化カルシウム−ガリウム（ＣａＧａ２Ｓ４）、硫化ストロンチウム−ガリウム（ＳｒＧａ２Ｓ４）、硫化バリウム−ガリウム（ＢａＧａ２Ｓ４）、等の３元系の混晶であってもよい。
【００３７】
局在型発光の発光中心として、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）などを用いることができる。なお、電荷補償として、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）などのハロゲン元素が添加されていてもよい。
【００３８】
一方、ドナー−アクセプター再結合型発光の発光中心として、ドナー準位を形成する第１の不純物元素及びアクセプター準位を形成する第２の不純物元素を含む発光材料を用いることができる。第１の不純物元素は、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、アルミニウム（Ａｌ）等を用いることができる。第２の不純物元素としては、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等を用いることができる。
【００３９】
ドナー−アクセプター再結合型発光の発光材料を固相法を用いて合成する場合、母体材料と、第１の不純物元素又は第１の不純物元素を含む化合物と、第２の不純物元素又は第２の不純物元素を含む化合物をそれぞれ秤量し、乳鉢で混合した後、電気炉で加熱、焼成を行う。母体材料としては、上述した母体材料を用いることができ、第１の不純物元素又は第１の不純物元素を含む化合物としては、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、硫化アルミニウム（Ａｌ２Ｓ３）等を用いることができ、第２の不純物元素又は第２の不純物元素を含む化合物としては、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、硫化銅（Ｃｕ２Ｓ）、硫化銀（Ａｇ２Ｓ）等を用いることができる。焼成温度は、７００〜１５００℃が好ましい。温度が低すぎる場合は固相反応が進まず、温度が高すぎる場合は母体材料が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。
【００４０】
また、固相反応を利用する場合の不純物元素として、第１の不純物元素と第２の不純物元素で構成される化合物を組み合わせて用いてもよい。この場合、不純物元素が拡散されやすく、固相反応が進みやすくなるため、均一な発光材料を得ることができる。さらに、余分な不純物元素が入らないため、純度の高い発光材料が得ることができる。第１の不純物元素と第２の不純物元素で構成される化合物としては、例えば、塩化銅（ＣｕＣｌ）、塩化銀（ＡｇＣｌ）等を用いることができる。
【００４１】
なお、これらの不純物元素の濃度は、母体材料に対して０．０１〜１０ａｔｏｍ％であればよく、好ましくは０．０５〜５ａｔｏｍ％の範囲である。
【００４２】
また、ドナー−アクセプター再結合型発光の発光中心を有する発光材料に、第３の不純物元素を含む発光材料を用いてもよい。この場合、第３の不純物元素の濃度は、母体材料に対して０．０５〜５ａｔｏｍ％であることが好ましい。このような構成の発光材料では、低電圧での発光が可能となる。よって、低駆動電圧で発光可能な発光素子を得ることができ、消費電力が低減された発光素子を得ることができる。また、さらに上述した局在型発光の発光中心となる不純物元素が含まれていてもよい。
【００４３】
薄膜型無機ＥＬの場合、電界発光層は、上記発光材料を含む層であり、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着（ＥＢ蒸着）法等の真空蒸着法、スパッタリング法等の物理気相成長法（ＰＶＤ）、有機金属ＣＶＤ法、ハイドライド輸送減圧ＣＶＤ法等の化学気相成長法（ＣＶＤ）、原子エピタキシ法（ＡＬＥ）等を用いて形成することができる。
【００４４】
また、分散型無機ＥＬの場合、粒子状の発光材料をバインダ中に分散させ膜状の電界発光層を形成する。発光材料の作製方法によって、十分に所望の大きさの粒子が得られない場合は、乳鉢等で粉砕などによって粒子状に加工すればよい。バインダとは、粒状の発光材料を分散した状態で固定し、電界発光層としての形状に保持するための物質である。発光材料は、バインダによって電界発光層中に均一に分散し固定される。
【００４５】
分散型無機ＥＬの場合、電界発光層の形成方法は、選択的に電界発光層を形成できる液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷など）、スピンコート法などの塗布法、ディッピング法、ディスペンサ法などを用いることもできる。膜厚は特に限定されることはないが、好ましくは、１０〜１０００ｎｍの範囲である。また、発光材料及びバインダを含む電界発光層において、発光材料の割合は５０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下とするよい。
【００４６】
また、素子構造や発光色が異なる発光パネルを複数枚重ねてフルカラー表示装置とする従来技術、例えば赤色発光のＬＥＤと、緑色発光及び青色発光の有機ＥＬ素子の組み合わせもあるが、積み重ねるため全体の厚さが厚くなり、部品点数が多くなる。さらに、ＬＥＤアレイと有機ＥＬ素子アレイを別々に駆動させるため複雑な駆動方法となる。また、発光パネルを複数枚重ねてフルカラー表示装置を製造する際、高精細になればなるほど重ね合わせ精度を高くしなくてはならず歩留まりが低下しやすい。
【００４７】
本明細書中でフルカラー表示装置とは、可視スペクトルの赤、緑、及び青の各色域で発光し、任意の組み合わせの色相で画像を表示することができる多色ディスプレイパネルを指す。赤、青、緑の三原色の発光を適宜混合することにより、黒以外の他の全ての色を形成することができる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明により、低電圧で所望の発光輝度、及び所望の色純度が得られる寿命の長い薄型のフルカラー表示装置を安価で提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
本発明の実施形態について、以下に説明する。
【００５０】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係るフルカラー表示装置について、図１（Ａ）、図２（Ａ）乃至（Ｃ）、図３（Ａ）乃至（Ｃ）、図４、及び図５を用いて説明する。
【００５１】
図１（Ａ）はＲＧＢの３色駆動でフルカラー表示を行う画素の一部の上面図である。図１（Ａ）において、点線で囲まれた領域が画素領域１０であり、発光素子の発光層（または蛍光層）となる有機材料層１１、有機材料層１２、及び無機材料層１３が互いに重ならないように間隔を開けて形成されている。
【００５２】
有機材料層１１、有機材料層１２、及び無機材料層１３はそれぞれ一対の電極に挟まれて３つの発光素子を構成しており、その発光素子の一対の電極間に電圧を印加することでそれぞれの発光素子が赤色発光、緑色発光、或いは青色発光を示す。
【００５３】
ここでは、赤色発光する発光素子の有機材料層１１として、トリプレット化合物を含む材料を用いている。有機材料層１１は、ホスト材料に赤色燐光材料である２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン−白金錯体（以下、ＰｔＯＥＰと示す）をドーパントとして用いる。ホスト材料としては、ホール輸送材料や電子輸送材料を用いることができる。また、他のホスト材料としては、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾリル−ビフェニル（略称：ＣＢＰ）などのバイポーラ性の材料も用いることができる。また、他の赤色燐光材料としては、ビス（２−（２’−ベンゾチエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’）（アセチルアセトナト）イリジウム（略称：ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ））、ビス（２−（２’−チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’）（アセチルアセトナト）イリジウム（略称：ｔｈｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ））、ビス（２−（１−ナフチル）ベンゾオキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）（アセチルアセトナト）イリジウム（略称：ｂｏｎ２Ｉｒ（ａｃａｃ））、などが挙げられる。これらはいずれも、赤色系（５６０ｎｍ以上７００ｎｍ以下）に発光ピークを有する燐光材料であり、本発明の有機材料層１１における発光体として好適である。
【００５４】
また、緑色発光する発光素子の有機材料層１２として、トリプレット化合物を含む材料を用いている。有機材料層１２は、ホスト材料に緑色燐光材料であるトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）をドーパントとして用いる。これは、緑色系（５００ｎｍ以上５６０ｎｍ未満）に発光ピークを有する燐光材料であり、本発明の有機材料層１２における発光体として好適である。
【００５５】
また、ここでは、有機材料層１１及び有機材料層１２にトリプレット化合物を用いた例を示したが、いずれか一方をトリプレット化合物に代えてシングレット化合物を用いてもよい。有機材料層１１、或いは有機材料層１２にシングレット化合物を用いた場合、シングレット化合物はトリプレット化合物と比較して材料が安価であるため、製造コストを低減できる。また、有機材料層１１及び有機材料層１２にトリプレット化合物とシングレット化合物の両方を用いてもよい。
【００５６】
なお、有機材料層１１及び有機材料層１２を発光層とする有機発光素子の構造は、発光層に用いる材料として、有機化合物を単層もしくは積層で用いる場合が多いが、本発明においては、有機化合物からなる膜の一部に無機化合物を用いる構成も含めることとする。有機発光素子中の各層については積層法を限定するものではない。積層が可能ならば、真空蒸着法やスピンコート法、インクジェット法、ディップコート法など、どの様な手法を選んでも良いものとする。
【００５７】
また、青色発光する発光素子の無機材料層１３として、（ＭＳ）ｘ（Ａｌ２Ｓ３）ｙ：ＲＥ（ただし、ＭはＣａ、Ｓｒ、Ｂａを示し、ＲＥは希土類元素を示す）、やＢａＡｌ２Ｓ４：Ｅｕ、やＺｎＳ：Ｔｍ、やＣａＧａ２Ｓ４：Ｃｅ、やＳｒＧａ２Ｓ４：Ｃｅ、やＳｒＳ：Ａｇ，Ｃｕ、やＣａＳ：Ｐｂ、やＢａ２ＳｉＳ４：Ｃｅなどを用いることができる。これらはいずれも、青色系（４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下）に発光ピークを有する無機材料であり、本発明の無機材料層１３における発光体として好適である。
【００５８】
また、無機材料層１３として青緑色発光する無機材料（ＳｒＳ：Ｃｅ、ＳｒＳ：Ｃｕなど）や白色発光する無機材料（ＳｒＳ：Ｃｅ，Ｅｕや、ＳｒＳ：Ｃｅ，Ｋ，Ｅｕや、ＺｎＳ：Ｐｒ，Ｔｂなど）を用い、その発光素子にカラーフィルタ（色補正フィルタとも呼ぶ）を用いて青色発光としてもよい。これらの青緑色発光する材料や白色発光する無機材料は、安価に得やすいため、上述した青色発光する材料よりも工業生産に好ましい。
【００５９】
なお、図１（Ａ）中に示したＲ、Ｇ、Ｂは、発光材料に起因する発光色のみを指しているのではなく、カラーフィルタを用いた発光素子の発光色も含むものとする。また、有機ＥＬ素子の色純度を向上させるためのカラーフィルタを用いてもよい。
【００６０】
また、無機材料層１３を用いた発光素子の構成として、分散型無機ＥＬ素子、或いは薄膜型無機ＥＬ素子のどちらを用いてもよい。
【００６１】
図２（Ａ）乃至（Ｃ）に発光素子として用いることのできる薄膜型無機ＥＬ素子の一例を示す。図２（Ａ）乃至（Ｃ）において、発光素子は、第１の電極層５０、電界発光層５２、第２の電極層５３を含む。
【００６２】
図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）に示す発光素子は、図２（Ａ）の発光素子において、電極層と電界発光層間に絶縁層を設ける構造である。図２（Ｂ）に示す発光素子は、第１の電極層５０と電界発光層５２との間に絶縁層５４を有し、図２（Ｃ）に示す発光素子は、第１の電極層５０と電界発光層５２との間に絶縁層５４ａ、第２の電極層５３と電界発光層５２との間に絶縁層５４ｂとを有している。このように絶縁層は電界発光層を挟持する一対の電極層のうち一方の間にのみ設けてもよいし、両方の間に設けてもよい。また絶縁層は単層でもよいし複数層からなる積層でもよい。
【００６３】
また、図２（Ｂ）では第１の電極層５０に接するように絶縁層５４が設けられているが、絶縁層と電界発光層の順番を逆にして、第２の電極層５３に接するように絶縁層５４を設けてもよい。
【００６４】
分散型無機ＥＬの場合、粒子状の発光材料をバインダ中に分散させ膜状の電界発光層を形成する。発光材料を粒子状に加工する。発光材料の作製方法によって、十分に所望の大きさの粒子が得られない場合は、乳鉢等で粉砕などによって粒子状に加工すればよい。バインダとは、粒状の発光材料を分散した状態で固定し、電界発光層としての形状に保持するための物質である。発光材料は、バインダによって電界発光層中に均一に分散し固定される。
【００６５】
分散型無機ＥＬの場合、電界発光層の形成方法は、選択的に電界発光層を形成できる液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷など）、スピンコート法などの塗布法、ディッピング法、ディスペンサ法などを用いることもできる。膜厚は特に限定されることはないが、好ましくは、１０〜１０００ｎｍの範囲である。また、発光材料及びバインダを含む電界発光層において、発光材料の割合は５０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下とするよい。
【００６６】
図３（Ａ）乃至（Ｃ）に発光素子として用いることのできる分散型無機ＥＬ素子の一例を示す。図３（Ａ）における発光素子は、第１の電極層６０、電界発光層６２、第２の電極層６３の積層構造を有し、電界発光層６２中にバインダによって保持された発光材料６１を含む。
【００６７】
本実施の形態に用いることのできるバインダとしては、有機材料や無機材料を用いることができ、有機材料及び無機材料の混合材料を用いてもよい。有機材料としては、シアノエチルセルロース系樹脂のように、比較的誘電率の高いポリマーや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ化ビニリデンなどの樹脂を用いることができる。また、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又はシロキサン樹脂を用いてもよい。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、オキサゾール樹脂（ポリベンゾオキサゾール）等の樹脂材料を用いてもよい。また、光感光性樹脂を用いることもでき、例えば光硬化型樹脂などを用いることができる。これらの樹脂に、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）やチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）などの高誘電率の微粒子を適度に混合して誘電率を調整することもできる。
【００６８】
バインダに含まれる無機材料としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸素及び窒素を含む珪素、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸素及び窒素を含むアルミニウムまたは酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、ニオブ酸鉛（ＰｂＮｂＯ３）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、タンタル酸バリウム（ＢａＴａ２Ｏ６）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）その他の無機性材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。有機材料に、誘電率の高い無機材料を（添加等によって）含ませることによって、発光材料及びバインダよりなる電界発光層の誘電率をより制御することができ、より誘電率を大きくすることができる。
【００６９】
作製工程において、発光材料はバインダを含む溶液中に分散されるが本実施の形態に用いることのできるバインダを含む溶液の溶媒としては、バインダ材料が溶解し、電界発光層を形成する方法（各種ウエットプロセス）及び所望の膜厚に適した粘度の溶液を作製できるような溶媒を適宜選択すればよい。有機溶媒等を用いることができ、例えばバインダとしてシロキサン樹脂を用いる場合は、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡともいう）、３−メトシキ−３−メチル−１−ブタノール（ＭＭＢともいう）などを用いることができる。
【００７０】
図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）に示す発光素子は、図３（Ａ）の発光素子において、電極層と電界発光層間に絶縁層を設ける構造である。図３（Ｂ）に示す発光素子は、第１の電極層６０と電界発光層６２との間に絶縁層６４を有し、図３（Ｃ）に示す発光素子は、第１の電極層６０と電界発光層６２との間に絶縁層６４ａ、第２の電極層６３と電界発光層６２との間に絶縁層６４ｂとを有している。このように絶縁層は電界発光層を挟持する一対の電極層のうち一方の間にのみ設けてもよいし、両方の間に設けてもよい。また絶縁層は単層でもよいし複数層からなる積層でもよい。
【００７１】
また、図３（Ｂ）では第１の電極層６０に接するように絶縁層６４が設けられているが、絶縁層と電界発光層の順番を逆にして、第２の電極層６３に接するように絶縁層６４を設けてもよい。
【００７２】
図２における絶縁層５４、図３における絶縁層６４のような絶縁層は、特に限定されることはないが、絶縁性が高く、緻密な膜質であることが好ましく、さらには、誘電率が高いことが好ましい。例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）等やこれらの混合膜又は２種以上の積層膜を用いることができる。これらの絶縁膜は、スパッタリング、蒸着、ＣＶＤ等により成膜することができる。また、絶縁層はこれら絶縁材料の粒子をバインダ中に分散して成膜してもよい。バインダ材料は、電界発光層に含まれるバインダと同様な材料、方法を用いて形成すればよい。膜厚は特に限定されることはないが、好ましくは１０〜１０００ｎｍの範囲である。
【００７３】
このように、無機材料を発光層に用いた発光素子と有機材料を発光層に用いた発光素子とを同一基板上に形成し、それぞれの発光素子特性をうまく組み合わせて用いることでフルカラーの再現範囲が広い表示を行うことができる。また、三重項状態のエネルギーレベルは、一重項励起状態のエネルギーレベルに比べて低いので、長波長よりの緑〜赤色の波長域の燐光を得ることできる一方、有機ＥＬ素子は青色の燐光を得ることは困難であるため、青色発光を無機ＥＬ素子で得る本実施の形態の画素構成は最適な組み合わせと言える。
【００７４】
本実施の形態で示す発光素子は、電界発光層を挟持する一対の電極層間に電圧を印加することで発光が得られるが、直流駆動又は交流駆動のいずれにおいても動作することができる。
【００７５】
パッシブ型の表示装置の場合、画素領域１０には、第１方向に平行に延びる第１配線と、第１方向に直交する第２の方向に延びる第２配線が配置される。パッシブ型の表示装置は、第１配線と電気的に接続する第１電極と、第２配線と電気的に接続する第２電極とを一組として交流駆動させる。
【００７６】
図４には本発明を適用して作製する場合のパッシブ型の表示装置の斜視図を示す。図４において、基板９５１上には、第１電極９５２と第２電極９５６との間に、発光層等を含む層９５５が設けられた構成を有する３種類の発光素子を有する。ＲＧＢの３色駆動でフルカラー表示を行うため、有機材料層１１、有機材料層１２、或いは無機材料層１３を発光層または蛍光層とする発光素子をそれぞれ設ける。第１電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。
【００７７】
パッシブ型の表示装置とする場合には、無機ＥＬ素子の輝度が飽和する駆動条件、具体的には高い電圧（１５Ｖ以上）を無機ＥＬ素子に印加することができ、高輝度な表示を得ることができる。また、パッシブ型の表示装置とする場合には、順方向の駆動の後に逆方向のバイアス電圧を印加することで輝度低下を緩和することができる。また、有機ＥＬ素子と無機ＥＬ素子を組み合わせた本発明の構成によって、所望の色純度が得られる寿命の長い薄型のパッシブ型のフルカラー表示装置を得ることができる。
【００７８】
アクティブ型の表示装置の場合、画素領域１０には、第１方向に平行に延びる第１配線と、第１方向に直交する第２の方向に延びる第２配線と、スイッチング素子が配置される。
【００７９】
また、図５にスイッチング素子としてＴＦＴを用いてアクティブ型の表示装置とする場合の等価回路図を示す。図５中の１０１がスイッチングＴＦＴであり、１０２が電流制御用ＴＦＴである。赤色を表示する画素は、電流制御用ＴＦＴ１０２のドレイン領域に赤色を発光する有機ＥＬ素子１０３Ｒが接続され、ソース領域にはアノード側電源線（Ｒ）１０６Ｒが設けられている。また、有機ＥＬ素子１０３Ｒには、カソード側電源線１００が設けられている。また、緑色を表示する画素は、電流制御用ＴＦＴのドレイン領域に緑色を発光する有機ＥＬ素子１０３Ｇが接続され、ソース領域にはアノード側電源線（Ｇ）１０６Ｇが設けられている。また、青色を表示する画素は、電流制御用ＴＦＴのドレイン領域に青色を発光する無機ＥＬ素子１０３Ｂが接続され、ソース領域にはアノード側電源線（Ｂ）１０６Ｂが設けられている。それぞれ色の異なる画素にはＥＬ材料に応じて異なる電圧をそれぞれ印加する。なお、比較的低い電圧（１５Ｖ未満）でも駆動可能な無機ＥＬ素子を用いることにより、有機ＥＬ素子と無機ＥＬ素子を組み合わせた本発明の構成を実現できる。アクティブ駆動は、高輝度を保ちつつ１つの画素サイズを小さくすることが可能なため高精細なカラー表示を実現できる。
【００８０】
また、アクティブ駆動のもう一つの利点は、画素の配列を工夫することができる点である。図１（Ａ）では列方向または行方向に順次配列するモザイク型の例を示したが、列方向に単位画素をジグザグに配列するデルタ型や、同一色の発光素子を画素列単位で配列するストライプ型の画素配列としてもよい。
【００８１】
（実施の形態２）
本実施の形態では、隣り合う画素の間隔を互いに近くすることができるデルタ型の画素配列とした例を図１（Ｂ）に示す。
【００８２】
また、本実施の形態の画素構成は、実施の形態１とは無機ＥＬ素子の発光色が異なり、緑色発光の無機ＥＬ素子を用いている。本実施の形態は、この緑色発光の無機ＥＬ素子と、青色発光の有機ＥＬ素子と、赤色発光の有機ＥＬ素子とを用いた画素構成としてフルカラー表示を行う例である。
【００８３】
図１（Ｂ）において、点線で囲まれた領域が画素領域２０であり、発光素子の発光層（または蛍光層）となる有機材料層２１、無機材料層２２、及び有機材料層２３が互いに重ならないように間隔を開けて形成されている。
【００８４】
ここでは、赤色発光する発光素子の有機材料層２１として、トリプレット化合物を含む材料を用いている。赤色発光する発光素子の有機材料層２１としては、実施の形態１に示した有機材料層１１と同じ材料を用いることができる。
【００８５】
また、青色発光する発光素子の有機材料層２３として、（４，６−Ｆ２ｐｐｙ）２Ｉｒｐｉｃやフッ素化されたｐｐｙリガンド構造を基本とするＩｒ化合物などのトリプレット化合物を含む材料を用いることができる。ただし、（４，６−Ｆ２ｐｐｙ）２Ｉｒｐｉｃは、水色（シアン）に近い発光色であるのでカラーフィルタで色純度を向上させることが好ましい。また、三重項状態のエネルギーレベルは、一重項励起状態のエネルギーレベルに比べて低いので、青色の波長域の燐光を得ることが困難である。従って、青色発光する発光素子の有機材料層２２として蛍光発光を示す青色材料、例えばペリレンを用いてもよい。
【００８６】
また、緑色発光する発光素子の無機材料層２２として、ＺｎＳ：Ｔｂや、ＳｒＧａ２Ｓ４：ＥｕやＣａＡｌ２Ｓ４：Ｅｕなどを用いることができる。
【００８７】
また、無機材料層２２として青緑色発光する無機材料（ＳｒＳ：Ｃｅ、ＳｒＳ：Ｃｕなど）や白色発光する無機材料（ＳｒＳ：Ｃｅ，ＥｕやＺｎＳ：Ｐｒ，Ｔｂなど）を用い、その発光素子にカラーフィルタを用いて緑色発光としてもよい。
【００８８】
このように、無機材料を発光層に用いた発光素子と有機材料を発光層に用いた発光素子とを同一基板上に形成し、それぞれの発光素子特性をうまく組み合わせて用いることでフルカラーの再現範囲が広い表示を行うことができる。
【００８９】
本実施の形態で示す発光素子は、電界発光層を挟持する一対の電極層間に電圧を印加することで発光が得られるが、直流駆動又は交流駆動のいずれにおいても動作することができる。
【００９０】
また、本実施の形態で示す画素構成は、パッシブ型の表示装置またはアクティブ型の表示装置のいずれにおいても適用することができる。
【００９１】
また、本実施の形態は実施の形態１と自由に組み合わせることができる。
【００９２】
（実施の形態３）
本実施の形態では、発光領域の形状が矩形ではなく、六角形とし、発光素子を配列した例を図１（Ｃ）に示す。
【００９３】
また、本実施の形態の画素構成は、実施の形態１とは無機ＥＬ素子の発光色が異なり、赤色発光の無機ＥＬ素子を用いている。本実施の形態は、この赤色発光の無機ＥＬ素子と、青色発光の有機ＥＬ素子と、緑色発光の有機ＥＬ素子とを用いた画素構成としてフルカラー表示を行う例である。
【００９４】
図１（Ｃ）において、点線で囲まれた領域が画素領域３０であり、発光素子の発光層（または蛍光層）となる無機材料層３１、有機材料層３２、及び有機材料層３３が互いに重ならないように間隔を開けて形成されている。
【００９５】
ここでは、赤色発光する発光素子の無機材料層３１として、Ｚｎ：Ｓｍや、ＣａＳ：Ｅｕや、Ｂａ２ＺｎＳ３：Ｍｎや（Ｃａ，Ｓｒ）Ｙ２Ｓ４：Ｅｕや、ＺｎＧａ２Ｏ４：Ｅｕなどを用いることができる。
【００９６】
また、無機材料層３１としてＺｎＳ：Ｍｎを用い、アンバー色の発光素子にカラーフィルタを用いて赤色発光としてもよい。
【００９７】
また、緑色発光する発光素子の有機材料層３２として、トリプレット化合物を含む材料を用いている。緑色発光する発光素子の有機材料層３２としては、実施の形態１に示した有機材料層１２と同じ材料を用いることができる。
【００９８】
また、青色発光する発光素子の有機材料層３３として、トリプレット化合物を含む材料を用いている。青色発光する発光素子の有機材料層３３としては、実施の形態２に示した有機材料層２３と同じ材料を用いることができる。
【００９９】
このように、無機材料を発光層に用いた発光素子と有機材料を発光層に用いた発光素子とを同一基板上に形成し、それぞれの発光素子特性をうまく組み合わせて用いることでフルカラーの再現範囲が広い表示を行うことができる。
【０１００】
本実施の形態で示す発光素子は、電界発光層を挟持する一対の電極層間に電圧を印加することで発光が得られるが、直流駆動又は交流駆動のいずれにおいても動作することができる。
【０１０１】
また、本実施の形態で示す画素構成は、パッシブ型の表示装置またはアクティブ型の表示装置のいずれにおいても適用することができる。
【０１０２】
本実施の形態は実施の形態１または実施の形態２と自由に組み合わせることができる。
【０１０３】
（実施の形態４）
ＲＧＢＷの４画素駆動に本発明を適用した例を図６（Ａ）で説明する。図６（Ａ）はＲＧＢＷの４色駆動でフルカラー表示を行う画素の一部の上面図である。なお、ＲＧＢＷの４色駆動とする場合には、３色映像信号から４色映像信号への変換のための駆動回路が必要である。
【０１０４】
図６（Ａ）において、点線で囲まれた領域が画素領域４０であり、発光素子の発光層（または蛍光層）となる有機材料層４１、有機材料層４２、有機材料層４３、及び無機材料層４４が互いに重ならないように間隔を開けて形成されている。
【０１０５】
有機材料層４１、有機材料層４２、有機材料層４３、及び無機材料層４４はそれぞれ一対の電極に挟まれて４つの発光素子を構成しており、その発光素子の一対の電極間に電圧を印加することでそれぞれの発光素子が赤色発光、緑色発光、青色発光、或いは白色発光に発光する。
【０１０６】
ここでは、赤色発光する発光素子の有機材料層４１として、トリプレット化合物を含む材料を用いている。赤色発光する発光素子の有機材料層４１としては、実施の形態１に示した有機材料層１１と同じ材料を用いることができる。
【０１０７】
また、緑色発光する発光素子の有機材料層４２として、トリプレット化合物を含む材料を用いている。緑色発光する発光素子の有機材料層４２としては、実施の形態１に示した有機材料層１２と同じ材料を用いることができる。
【０１０８】
また、白色発光する発光素子の有機材料層４３としては、複数の色素、例えばＲＧＢの各色素がドープされた単一の発光層、或いは異なる色素を含む２層以上の積層からなる発光層を用いることができる。白色発光する有機ＥＬ素子の構造としては様々なものがあり、例えば、高分子材料からなる発光層を用いる場合、ホール輸送性のポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）に電子輸送性の１，３，４−オキサジアゾール誘導体（ＰＢＤ）を分散させてもよい。また、ＰＶＫに３０ｗｔ％のＰＢＤを電子輸送剤として分散し、４種類の色素（ＴＰＢ、クマリン６、ＤＣＭ１、ナイルレッド）を適当量分散することで白色発光が得られる。また、低分子材料からなる発光層を用いる場合、ＣｕＰｃ、α−ＮＰＤ、白金を中心金属とした有機金属錯体（Ｐｔ（ｐｐｙ）ａｃａｃ）を含むＣＢＰ、ＢＣＰ、ＢＣＰ：Ｌｉを順に積層した構造を用いることができる。この積層を用いた発光素子は、青色発光と、有機金属錯体からの燐光発光と、前記有機金属錯体のエキシマー状態からの発光とを共に発して白色発光を生成する。なお、ＣＢＰは、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾリル−ビフェニルの略称である。Ｐｔ（ｐｐｙ）ａｃａｃで代表されるトリプレット化合物は発光効率がよく、大型サイズのパネルに有効である。
【０１０９】
また、白色発光する発光素子の有機材料層４３として複数の色素がドープされた単一の発光層を用いる場合、少なくとも２種以上の発光中心材料が含有された発光素子とし、複数の発光中心材料のうち、少なくとも１種以上を燐光発光材料とし、少なくとも１種以上を蛍光発光材料とすることもできる。
【０１１０】
また、青色発光する発光素子の無機材料層４４として、実施の形態１に示した無機材料層１３と同じ材料を用いることができる。また、無機材料層４４として青緑色発光する無機材料（ＳｒＳ：Ｃｅ、ＳｒＳ：Ｃｕなど）や白色発光する無機材料（ＳｒＳ：Ｃｅ，Ｅｕや、ＳｒＳ：Ｃｅ，Ｋ，Ｅｕや、ＺｎＳ：Ｐｒ，Ｔｂなど）を用い、その発光素子にカラーフィルタ（色補正フィルタとも呼ぶ）を用いて青色発光としてもよい。
【０１１１】
このように、無機材料を発光層に用いた発光素子と有機材料を発光層に用いた発光素子とを同一基板上に形成し、それぞれの発光素子特性をうまく組み合わせて用いることでフルカラーの再現範囲が広い表示を行うことができる。
【０１１２】
本実施の形態で示す発光素子は、電界発光層を挟持する一対の電極層間に電圧を印加することで発光が得られるが、直流駆動又は交流駆動のいずれにおいても動作することができる。
【０１１３】
また、本実施の形態で示す画素構成は、パッシブ型の表示装置またはアクティブ型の表示装置のいずれにおいても適用することができる。
【０１１４】
本実施の形態は実施の形態１、実施の形態２、または実施の形態３と自由に組み合わせることができる。
【０１１５】
（実施の形態５）
本実施の形態では、ＲＧＢＷの４画素駆動の他の例を図６（Ｂ）で説明する。本実施の形態では、ＲＧＢＷの４画素が同じ発光面積でない例を示す。ＲＧＢＷの４画素駆動の場合、発光面積の比率を同一とすると白色が強調されすぎて彩度が低下する恐れがあるため、本実施の形態では、白色の発光面積を他の発光色よりも小さくしている。また、最適なフルカラー表示を実現するため、白色に限らず、他の発光色の発光面積を適宜調節してもよい。
【０１１６】
また、本実施の形態の画素構成は、実施の形態４とは有機ＥＬ素子の発光色が異なり、赤色発光と、緑色発光の有機ＥＬ素子を用いている。本実施の形態は、赤色発光の有機ＥＬ素子と、緑色発光の有機ＥＬ素子と、青色発光の無機ＥＬ素子と、白色発光の無機ＥＬ素子とを用いた画素構成としてフルカラー表示を行う例である。有機ＥＬ素子は、材料の問題上、白色発光や青色発光を効率よく発光させることは困難であるので、本実施の形態に示すようにこれらの発光を無機ＥＬ素子で効率よく発光させる構成が望ましい。
【０１１７】
図６（Ｂ）において、点線で囲まれた領域が画素領域７０であり、発光素子の発光層（または蛍光層）となる有機材料層７１、有機材料層７２、無機材料層７３、及び無機材料層７４が互いに重ならないように間隔を開けて形成されている。
【０１１８】
ここでは、赤色発光する発光素子の有機材料層７１として、トリプレット化合物を含む材料を用いている。赤色発光する発光素子の有機材料層７１としては、実施の形態１に示した有機材料層１１と同じ材料を用いることができる。
【０１１９】
また、緑色発光する発光素子の有機材料層７２として、トリプレット化合物を含む材料を用いている。緑色発光する発光素子の有機材料層７２としては、実施の形態１に示した有機材料層１２と同じ材料を用いることができる。
【０１２０】
また、青色発光する発光素子の無機材料層７３として、実施の形態１に示した無機材料層１３と同じ材料を用いることができる。また、無機材料層７３として青緑色発光する無機材料（ＳｒＳ：Ｃｅ、ＳｒＳ：Ｃｕなど）や白色発光する無機材料（ＳｒＳ：Ｃｅ，Ｅｕや、ＳｒＳ：Ｃｅ，Ｋ，Ｅｕや、ＺｎＳ：Ｐｒ，Ｔｂなど）を用い、その発光素子にカラーフィルタ（色補正フィルタとも呼ぶ）を用いて青色発光としてもよい。
【０１２１】
また、白色発光する発光素子の無機材料層７４として、ＳｒＳ：Ｃｅ，Ｅｕや、ＳｒＳ：Ｃｅ，Ｋ，Ｅｕや、ＺｎＳ：Ｐｒ，Ｔｂなどを用いることができる。
【０１２２】
また、図６（Ｂ）の画素配列は、青色発光する発光素子と白色発光する発光素子とが隣り合う位置に配列されているため、２つの発光素子に同じ無機材料を用いて白色発光とし、一方の発光素子に青色のカラーフィルタを用いてもよい。同じ材料を用いることで作製工程を簡略化でき、材料コストも低減できる。このような白色発光材料として、例えば、母体材料としてＺｎＳ、第１の不純物元素としてＣｌ、第２の不純物元素としてＣｕ、第３の不純物元素してＧａ及びＡｓを含み、さらに局在型発光の発光中心としてＭｎを含む発光材料を用いることができる。このような白色発光材料を形成するには、以下に示す方法を用いることができる。発光材料（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌ）にＭｎを加え、真空中で２〜４時間程度焼成する。焼成温度は７００〜１５００℃であることが好ましい。この焼成したものを粉砕して粒径５〜２０μｍにし、粒径１〜３μｍのＧａＡｓを加え撹拌する。この混合物を硫黄ガスを含む窒素気流中で約５００〜８００℃で２〜４時間焼成することにより、発光材料を得ることができる。この白色発光材料を用いて、蒸着法などにより薄膜を形成することにより、白色発光の発光素子の発光層として用いることができる。
【０１２３】
また、ここでは４画素のうち、２画素に無機ＥＬ素子を用いた例を示したが、特に限定されず、３画素に無機ＥＬ素子を用い、残りの１画素に有機ＥＬ素子を用いる構成としてもよい。
【０１２４】
このように、無機材料を発光層に用いた発光素子と有機材料を発光層に用いた発光素子とを同一基板上に形成し、それぞれの発光素子特性をうまく組み合わせて用いることでフルカラーの再現範囲が広い表示を行うことができる。
【０１２５】
本実施の形態で示す発光素子は、電界発光層を挟持する一対の電極層間に電圧を印加することで発光が得られるが、直流駆動又は交流駆動のいずれにおいても動作することができる。
【０１２６】
また、本実施の形態で示す画素構成は、パッシブ型の表示装置またはアクティブ型の表示装置のいずれにおいても適用することができる。
【０１２７】
本実施の形態は実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、または実施の形態４と自由に組み合わせることができる。
【０１２８】
（実施の形態６）
ここでは、ＲＧＢの３色駆動でフルカラー表示を行う場合、用いるカラーフィルタと発光素子の組み合わせを模式図（図７（Ａ）〜図７（Ｅ））を用いて説明する。
【０１２９】
図７（Ａ）は、同一基板上に赤色発光素子７０１Ｒ、緑色発光素子７０１Ｇ、及び青色発光素子７０１Ｂを設けた模式図を示している。図７（Ａ）においては一対の電極に発光層の単層が挟まれた構造を示しているが、模式的に示しただけであり、積層構造でもよく、さらに無機発光素子は図２（Ａ）〜図２（Ｃ）、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示す構造も取りうる。
【０１３０】
図７（Ａ）は、赤色発光素子７０１Ｒ、及び緑色発光素子７０１Ｇを有機発光素子とし、青色発光素子７０１Ｂは、青色のカラーフィルタを用いた白色（若しくはシアン色）の無機発光素子とした組み合わせの例である。
【０１３１】
また、図７（Ｂ）は、赤色発光素子７０２Ｒを赤色のカラーフィルタを用いた橙色（若しくはオレンジ色）の無機発光素子とし、緑色発光素子７０２Ｇを有機発光素子とし、青色発光素子７０２Ｂを青色のカラーフィルタを用いた白色（若しくはシアン色）の有機発光素子とした組み合わせの例である。
【０１３２】
また、図７（Ｃ）は、赤色発光素子７０３Ｒを赤色のカラーフィルタを用いた橙色（若しくはオレンジ色）の無機発光素子とし、緑色発光素子７０３Ｇも緑色のカラーフィルタを用いた橙色（若しくはオレンジ色）の無機発光素子とし、青色発光素子７０３Ｂを青色のカラーフィルタを用いた白色（若しくはシアン色）の有機発光素子とした組み合わせの例である。図７（Ｃ）においては、赤色発光素子と緑色発光素子とで共通の発光層を用いることができるため、作製工程を短縮できる。加えて、共通の発光層を用いることができるため、赤色発光素子７０３Ｒと緑色発光素子７０３Ｇとの間隔を狭くすることができる。
【０１３３】
図７（Ｄ）は、赤色発光素子７０４Ｒを有機発光素子とし、緑色発光素子７０４Ｇを緑色発光となる色変換層を用いた青色の無機発光素子とし、青色発光素子７０４Ｂは、青色のカラーフィルタを用いて色純度を向上させた青色の無機発光素子とした組み合わせの例である。色変換層を用いて所望の色に変換させる手法は、光の色調を変える方法の一つであり、発光層で得られた青色発光を発光源とし、色変換材料で形成された色変換層において、その発光色を所望の色に変換させる手法（以下、ＣＣＭ方式とも呼ばれる）である。また、図７（Ｄ）においては、緑色発光素子と青色発光素子とで共通の発光層を用いることができるため、作製工程を短縮できる。
【０１３４】
図７（Ｅ）は、赤色発光素子７０５Ｒを橙色発光の第１発光層（ＭｎＳ：Ｍｎ）と緑色発光の第２発光層（ＭｎＳ：Ｔｂ）とを積層し、さらに赤色のカラーフィルタを用いている。また、緑色発光素子７０５Ｇを有機発光素子とし、青色発光素子７０５Ｂは、青色のカラーフィルタを用いた白色（若しくはシアン色）の無機発光素子とした組み合わせの例である。
【０１３５】
このように、本発明は様々な組み合わせが可能であり、実施者は、実施者の所望のフルカラー表示に最適な組み合わせを適宜選択すればよい。
【０１３６】
また、図７（Ａ）乃至（Ｅ）においては、カラーフィルタや色変換層を発光素子と間隔を開けて配置した模式図を示したが、発光素子上に接してカラーフィルタや色変換層を形成してもよいし、発光素子とカラーフィルタとの間に他の光学フィルムや、封止のための基板を設けてもよい。
【０１３７】
また、図７（Ａ）乃至（Ｅ）においては、基板に設けられた発光素子の上方に各色の発光が射出する構造とした図を示したが、特に限定されず、透光性基板を用いて発光素子の下方に発光が射出する構造としてもよい。なお、下方に発光が射出する構造とする場合にはカラーフィルタや色変換層は、基板の裏面側に設ける。
【０１３８】
また、発光素子の一対の電極として透明導電膜を用い、発光素子の上方と下方の両方に射出する構造としてもよい。両方に射出する構造とし、両方の表示をフルカラーとする場合には、両側にカラーフィルタや色変換層を設ければよい。
【０１３９】
本実施の形態は実施の形態１、実施の形態２、または実施の形態３と自由に組み合わせることができる。
【０１４０】
（実施の形態７）
ここでは、ＲＧＢＷの４色駆動でフルカラー表示を行う場合、用いるカラーフィルタと発光素子の組み合わせを模式図（図８（Ａ）〜図８（Ｄ））を用いて説明する。
【０１４１】
図８（Ａ）は、同一基板上に赤色発光素子８０１Ｒ、緑色発光素子８０１Ｇ、青色発光素子８０１Ｂ、及び白色発光素子８０１Ｗを設けた模式図を示している。図８（Ａ）においては一対の電極に発光層の単層が挟まれた構造を示しているが、模式的に示しただけであり、積層構造でもよく、さらに無機発光素子は図２（Ａ）〜図２（Ｃ）、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示す構造も取りうる。
【０１４２】
図８（Ａ）は、赤色発光素子８０１Ｒ、及び緑色発光素子８０１Ｇを有機発光素子とし、青色発光素子８０１Ｂは、青色のカラーフィルタを用いた白色発光の無機発光素子とし、白色発光素子８０１Ｗは、白色発光の無機発光素子とした組み合わせの例である。図８（Ａ）においては、青色発光素子と白色発光素子とで共通の発光層を用いることができるため、作製工程を短縮できる。
【０１４３】
図８（Ｂ）は、赤色発光素子８０２Ｒを赤色発光となる色変換層を用いた青色の無機発光素子とし、及び緑色発光素子８０２Ｇを緑色発光となる色変換層を用いた青色の無機発光素子としている。さらに、青色発光素子８０２Ｂは、色純度を向上させるため青色のカラーフィルタを用いた青色発光の無機発光素子とし、白色発光素子８０２Ｗは、白色発光の有機発光素子とした組み合わせの例である。図８（Ｂ）においては、赤色発光素子と青色発光素子と緑色発光素子とで共通の発光層を用いることができるため、作製工程を短縮できる。
【０１４４】
また、図８（Ｃ）は、赤色発光素子８０３Ｒを赤色のカラーフィルタを用いた橙色（若しくはオレンジ色）の無機発光素子とし、緑色発光素子８０３Ｇも緑色のカラーフィルタを用いた橙色（若しくはオレンジ色）の無機発光素子としている。さらに、青色発光素子８０３Ｂを青色のカラーフィルタを用いた白色の有機発光素子とし、白色発光素子８０３Ｗは、白色の有機発光素子とした組み合わせの例である。図８（Ｃ）においては、赤色発光素子と緑色発光素子とで共通の第１発光層を用い、青色発光素子と白色発光素子とで共通の第２発光層を用いることができるため、作製工程を短縮できる。加えて、共通の発光層を用いることができるため、赤色発光素子８０３Ｒと緑色発光素子８０３Ｇとの間隔を狭くすることができる。
【０１４５】
また、図８（Ｄ）は、赤色発光素子８０４Ｒを赤色のカラーフィルタを用いた青色の無機発光素子とし、緑色発光素子８０４Ｇを有機発光素子とし、青色発光素子８０４Ｂを青色のカラーフィルタを用いた白色（若しくはシアン色）の有機発光素子としている。さらに、白色発光素子８０４Ｗは、白色発光の無機発光素子とした組み合わせの例である。
【０１４６】
このように、本発明は様々な組み合わせが可能であり、実施者は、実施者の所望のフルカラー表示に最適な組み合わせを適宜選択すればよい。
【０１４７】
また、図８（Ａ）乃至（Ｄ）においては、カラーフィルタや色変換層を発光素子と間隔を開けて配置した模式図を示したが、発光素子上に接してカラーフィルタや色変換層を形成してもよいし、発光素子とカラーフィルタとの間に他の光学フィルムや、封止のための基板を設けてもよい。
【０１４８】
また、図８（Ａ）乃至（Ｄ）においては、基板に設けられた発光素子の上方に各色の発光が射出する構造とした図を示したが、特に限定されず、透光性基板を用いて発光素子の下方に発光が射出する構造としてもよい。なお、下方に発光が射出する構造とする場合にはカラーフィルタや色変換層は、基板の裏面側に設ける。
【０１４９】
また、発光素子の一対の電極として透明導電膜を用い、発光素子の上方と下方の両方に射出する構造としてもよい。両方に射出する構造とし、両方の表示をフルカラーとする場合には、両側にカラーフィルタや色変換層を設ければよい。
【０１５０】
本実施の形態は実施の形態４、または実施の形態５と自由に組み合わせることができる。
【０１５１】
（実施の形態８）
ここでは、アクティブ型の表示装置の作製工程の一例を図９で説明する。
【０１５２】
まず、基板１００１上に下地絶縁膜１００２を形成する。基板１００１側を表示面として発光を取り出す場合の例であるので、基板１００１としては、光透過性を有するガラス基板や石英基板を用いればよい。また、処理温度に耐えうる耐熱性を有する光透過性のプラスチック基板を用いてもよい。
【０１５３】
下地絶縁膜１００２としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜から成る下地膜を形成する。ここでは下地膜として２層構造を用いた例を示すが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造を用いても良い。なお、特に下地絶縁膜を形成しなくてもよい。
【０１５４】
次いで、下地絶縁膜上に半導体層を形成する。半導体層は、非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜した後、公知の結晶化処理（レーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法等）を行って得られた結晶質半導体膜を第１のフォトマスクを用いて所望の形状にパターニングして形成する。この半導体層の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜７０ｎｍ）の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）合金などで形成すると良い。
【０１５５】
また、非晶質構造を有する半導体膜の結晶化処理として連続発振のレーザーを用いてもよく、非晶質半導体膜の結晶化に際し、大粒径に結晶を得るためには、連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第２高調波〜第４高調波を適用するのが好ましい。代表的には、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザー（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を適用すればよい。連続発振のレーザーを用いる場合には、出力１０Ｗの連続発振のＹＶＯ４レーザから射出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換する。また、共振器の中にＹＶＯ４結晶と非線形光学素子を入れて、高調波を射出する方法もある。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、被処理体に照射する。このときのエネルギー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ２程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ２）が必要である。そして、１０〜２０００ｃｍ／ｓ程度の速度でレーザ光に対して相対的に半導体膜を移動させて照射すればよい。
【０１５６】
また、パルス発振のレーザ光の発振周波数を０．５ＭＨｚ以上とし、通常用いられている数十Ｈｚ〜数百Ｈｚの周波数帯よりも著しく高い周波数帯を用いてレーザ結晶化を行っても良い。パルス発振でレーザ光を半導体膜に照射して半導体膜が溶融してから完全に固化するまでの時間は数十ｎｓｅｃ〜数百ｎｓｅｃと言われている。よって上記周波数帯を用いることで、半導体膜がレーザ光によって溶融してから固化するまでに、次のパルスのレーザ光を照射できる。したがって、半導体膜中において固液界面を連続的に移動させることができるので、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を有する半導体膜が形成される。具体的には、含まれる結晶粒の走査方向における幅が１０〜３０μｍ、走査方向に対して垂直な方向における幅が１〜５μｍ程度の結晶粒の集合を形成することができる。該走査方向に沿って長く延びた単結晶の結晶粒を形成することで、少なくとも薄膜トランジスタのチャネル方向には結晶粒界のほとんど存在しない半導体膜の形成が可能となる。
【０１５７】
非晶質半導体膜の結晶化は、熱処理とレーザ光照射による結晶化を組み合わせてもよく、熱処理やレーザ光照射を単独で、複数回行っても良い。
【０１５８】
次いで、レジストマスクを除去した後、半導体層を覆うゲート絶縁膜１００３を形成する。ゲート絶縁膜１００３はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１〜２００ｎｍとする。
【０１５９】
次いで、ゲート絶縁膜１００３上に膜厚１００〜６００ｎｍの導電膜を形成する。ここでは、スパッタ法を用い、ＴａＮ膜とＷ膜との積層からなる導電膜を形成する。なお、ここでは導電膜をＴａＮ膜とＷ膜との積層とする例であるが、特に限定されず、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料の単層、またはこれらの積層で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。
【０１６０】
次いで、第２のフォトマスクを用いてレジストマスクを形成し、ドライエッチング法またはウェットエッチング法を用いてエッチングを行う。このエッチング工程によって、導電膜をエッチングして、導電層１００４〜１００８を得る。なお、この導電層はＴＦＴのゲート電極となる。
【０１６１】
次いで、レジストマスクを除去した後、第３のフォトマスクを用いてレジストマスクを新たに形成し、駆動回路のｎチャネル型ＴＦＴを形成するため、半導体にｎ型を付与する不純物元素（代表的にはリン、またはＡｓ）を低濃度にドープするための第１のドーピング工程を行う。レジストマスクは、ｐチャネル型ＴＦＴとなる領域と、導電層の近傍とを覆う。この第１のドーピング工程によってゲート絶縁膜１００３を介してドープを行い、低濃度不純物領域１００９、１０１０を形成する。一つの発光素子は、複数のＴＦＴを用いて駆動させるが、ｐチャネル型ＴＦＴのみで駆動させる場合や、画素と駆動回路を同一基板上に形成しない場合には、上記ドーピング工程は特に必要ない。
【０１６２】
次いで、レジストマスクを除去した後、第４のフォトマスクを用いてレジストマスクを新たに形成し、半導体にｐ型を付与する不純物元素（代表的にはボロン）を高濃度にドープするための第２のドーピング工程を行う。この第２のドーピング工程によってゲート絶縁膜１００３を介してドープを行い、ｐ型の高濃度不純物領域１０１１〜１０１７を形成する。
【０１６３】
次いで、第５のフォトマスクを用いてレジストマスクを新たに形成し、駆動回路のｎチャネル型ＴＦＴを形成するため、半導体にｎ型を付与する不純物元素（代表的にはリン、またはＡｓ）を高濃度にドープするための第３のドーピング工程を行う。第３のドーピング工程におけるイオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０１３〜５×１０１５／ｃｍ２とし、加速電圧を６０〜１００ｋｅＶとして行う。レジストマスクは、ｐチャネル型ＴＦＴとなる領域と、導電層の近傍とを覆う。この第３のドーピング工程によってゲート絶縁膜１００３を介してドープを行い、ｎ型の高濃度不純物領域１０１８、１０１９を形成する。
【０１６４】
この後、レジストマスクを除去し、水素を含む第１の層間絶縁膜１０２０を成膜した後、半導体層に添加された不純物元素の活性化および水素化を行う。水素を含む第１の層間絶縁膜１０２０は、ＰＣＶＤ法により得られる窒化酸化珪素膜（ＳｉＮＯ膜）を用いる。加えて、結晶化を助長する金属元素、代表的にはニッケルを用いて半導体膜を結晶化させている場合、活性化と同時にチャネル形成領域におけるニッケルの低減を行うゲッタリングをも行うことができる。
【０１６５】
次いで、平坦化のための第２の層間絶縁膜１０２１を形成する。第２の層間絶縁膜１０２１としては、塗布法によって得られるシリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される絶縁膜を用いる。また、第２の層間絶縁膜１０２１としては、透光性を有する有機樹脂膜を用いることができる。
【０１６６】
次いで、第６のマスクを用いてエッチングを行い、第２の層間絶縁膜１０２１にコンタクトホールを形成すると同時に周縁部１０４２の第２の層間絶縁膜１０２１を除去する。
【０１６７】
次いで、第６のマスクをそのままマスクとしてエッチングを行い、露呈しているゲート絶縁膜１００３、および第１の層間絶縁膜１０２０を選択的に除去する。
【０１６８】
次いで、第６のマスクを除去した後、コンタクトホールで半導体層と接する３層構造からなる導電膜を形成する。なお、各層の表面を酸化させないように、これら３層を同じスパッタ装置で連続して形成することが好ましい。ただし、導電膜は、３層構造に限定されず、２層でも単層でもよく、その材料は、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料を用いればよい。
【０１６９】
次いで、第７のマスクを用いて導電膜のエッチングを行い、配線または電極を形成する。これらの配線または電極のうち、画素部１０４０においては、ＴＦＴと第１の電極とを接続する接続電極１０２２を図示し、駆動回路部１０４１においては、ｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴとを電気的に接続する接続電極１０２３を図示する。
【０１７０】
次いで、上記三層構造を有する配線または電極に接して透明導電膜を形成する。そして、第８のマスクを用いて透明導電膜のエッチングを行い、第１の電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、即ち、有機発光素子及び無機発光素子の陽極（或いは陰極）を形成する。
【０１７１】
第１の電極の材料として、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、またはＩＴＳＯ（ＩＴＯに酸化珪素が２〜１０重量％含まれたターゲットを用いてスパッタリング法で得られる酸化珪素を含む酸化インジウムスズ）を用いる。ＩＴＳＯの他、酸化珪素を含み酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透光性酸化物導電膜（ＩＺＯ）などの透明導電膜を用いても良い。また、ＡＴＯ（アンチモン・チン・オキサイド）の透明導電膜を用いても良い。
【０１７２】
なお、第１の電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４ＢとしてＩＴＯを用いる場合は、電気抵抗値を下げるために結晶化させるベークを行う。対して、ＩＴＳＯやＩＺＯは、ベークを行ってもＩＴＯのように結晶化せず、アモルファス状態のままである。
【０１７３】
次いで、第８のマスクを用いて第１の電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂの端部を覆う絶縁物１０２５（バンク、隔壁、障壁、土手などと呼ばれる）を選択的に形成する。絶縁物１０２５としては、スパッタ法により得られる酸化タンタル膜、酸化チタン（ＴｉＯ２）膜や、塗布法により得られる有機樹脂膜を膜厚０．８μｍ〜１μｍの範囲で用いる。
【０１７４】
次いで、スクリーン印刷法を用いて無機ＥＬ素子の発光層となる無機材料層１０２６を選択的に形成する。ここでは、ＺｎＳ：Ｔｍの球形粒子（平均粒径１μｍ）を作製した後、アクリル樹脂溶液に分散した後、分散液を用いてスクリーン印刷法により選択的に第１の電極１０２４Ｇ、１０２４Ｂ上に形成し、焼成する。ここでは無機材料層１０２６の膜厚を８μｍ程度としており、緑色の画素と青色の画素とで共通の発光層としている。
【０１７５】
次いで、無機材料層１０２６上に絶縁層１０２７を形成する。絶縁層１０２７はスパッタ法やＥＢ蒸着法などを用いて形成する。絶縁層１０２７の材料としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸素及び窒素を含む珪素、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸素及び窒素を含むアルミニウムまたは酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、ニオブ酸鉛（ＰｂＮｂＯ３）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、タンタル酸バリウム（ＢａＴａ２Ｏ６）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）などを用いることができる。ここでは、タンタルターゲットを用いた酸素雰囲気中でのスパッタ法により酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）を形成した後、マスクを形成し、高濃度フッ化水素酸（例えば４９％ＨＦ）を用いて選択的にエッチングを行う。なお、酸化タンタル膜は０．３μｍの膜厚とする。
【０１７６】
次いで、第１の電極１０２４Ｒ上に有機発光素子の発光層となる有機材料層１０２８を蒸着法により形成する。なお、有機発光素子の信頼性を向上させるため、有機材料層１０２８の形成前に真空加熱を行って脱気を行うことが好ましい。例えば、有機化合物材料の蒸着を行う前に、基板に含まれるガスを除去するために減圧雰囲気や不活性雰囲気で２００℃〜３００℃の加熱処理を行うことが望ましい。さらに、この脱気により無機発光素子の信頼性も向上する。ここでは、赤色発光する発光素子の有機材料層１０２８として、トリプレット化合物を含む材料を用いている。有機材料層１０２８は、共蒸着法を用いて、ホスト材料に赤色燐光材料である２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン−白金錯体（以下、ＰｔＯＥＰと示す）をドーパントとして用いる。なお、赤色燐光材料に限定されず、上述した実施の形態１に示した他のトリプレット化合物を用いることができる。また、蒸着マスクを用いて選択的に蒸着を行うため、気化されたトリプレット化合物は、上方に飛散し、メタルマスクに設けられた開口部を通って基板の所望の位置に蒸着される。
【０１７７】
次いで、画素部の全面に第２の電極１０２９を形成する。ここでは、第２の電極１０２９として透明導電膜であるＩＴＯ膜を用い、スパッタ法により０．４μｍの膜厚とする。第２の電極１０２９の材料としては、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉなどを用いることができる。なお、第２の電極１０２９は無機発光素子と有機発光素子とで共通にしなくともよく、選択的に形成してもよい。また、第２の電極１０２９を形成する前に陰極バッファ層としてＣａＦ２、ＭｇＦ２、またはＢａＦ２からなる透光性を有する層（膜厚１ｎｍ〜５ｎｍ）を第１の電極１０２４Ｒ上に選択的に形成してもよい。
【０１７８】
次いで、封止を行うため、封止材１０３１を用いる。封止材１０３１の材料は、金属材料やセラミック材料やガラス基板などを用いることができる。封止材１０３１はシール材１０３２で基板１００１の周縁部１０４２で接着させる。なお、基板間隔を一定に保持するためにスペーサ材やフィラーを用いてもよい。また、一対の基板の間の間隙１０３０は、不活性なガスで充填することが好ましい。
【０１７９】
また、フルカラー表示とするため、着色層（緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）や黒色層（ブラックマトリックス）１０３５を設けた透明な基材１０３３と位置合わせを行って基板１００１に固定する。なお、着色層、及び黒色層は、オーバーコート層１０３６で覆われている。
【０１８０】
こうして得られた有機発光素子の一対の電極間に電圧を印加すると赤色の発光領域１０４４Ｒが得られる。また、着色層と組み合わせることで、無機発光素子の一対の電極間に電圧を印加すると青色の発光領域１０４４Ｂと、緑色の発光領域１０４４Ｇとが得られる。これらの組み合わせにより高輝度で色再現性のよいフルカラー表示が得られる。
【０１８１】
なお、本実施の形態では、無機発光素子のタイプを分散型無機ＥＬとし、発光層の上に接して絶縁層を設けた例を示したが特に限定されず、図２（Ａ）乃至図２（Ｃ）、及び図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）のいずれの積層構造としてもよい。
【０１８２】
以上の工程を経て、図９に示される構造を有するアクティブ型の発光表示装置は、低電圧で所望の発光輝度、及び所望の色純度が得られる寿命の長い薄型のフルカラー表示装置である。
【０１８３】
また、本実施の形態では、無機発光素子に接続するＴＦＴをダブルゲート構造とすることで耐圧向上を図っており、有機発光素子に接続するＴＦＴとは異なる構造としている。このように無機発光素子に接続するＴＦＴと、有機発光素子に接続するＴＦＴとを作り分けることによってそれぞれの電気特性に合った最適な構造にすることができる。
【０１８４】
また、ここではトップゲート型の構造とし、ポリシリコンを活性層とするＴＦＴを用いたがスイッチング素子として機能し得るものであれば、特に限定されず、ボトムゲート型（逆スタガ型）ＴＦＴや、順スタガ型ＴＦＴを用いることが可能である。また、アモルファスシリコン膜やＺｎＯ膜を活性層とするＴＦＴを用いてもよい。また、シングルゲート構造やダブルゲート構造のＴＦＴに限定されず、３つ以上の複数のチャネル形成領域を有するマルチゲート型ＴＦＴとしてもよい。
【０１８５】
また、ここではＲＧＢの３色駆動でフルカラー表示を行う例を示したが特に限定されず、ＲＧＢＷの４色駆動でフルカラー表示を行ってもよい。
【０１８６】
また、本実施の形態は実施の形態１乃至７のいずれか一と自由に組み合わせることができる。
【０１８７】
（実施の形態９）
ここでは実施の形態８とは異なるアクティブ型の発光表示装置の作製例を図１０で示す。図１０は画素部の断面図である。実施の形態８では、基板側を表示面として発光を取り出す場合の例を示したが、本実施の形態では、基板１１０１側とは逆の面を表示面として発光を取り出す例を示す。また、実施の形態８では、緑色画素と青色画素を無機ＥＬ素子とした例を示したが、本実施の形態では青色画素のみを無機ＥＬ素子とした例を示す。
【０１８８】
また、本実施の形態の無機ＥＬ素子は、実施の形態８とは異なり、図２（Ｃ）または図３（Ｃ）に示すように発光層を絶縁層で囲んだ構造とした例である。
【０１８９】
なお、実施の形態８とは一部構造が異なるだけで、他の構造は同じため、同じ部分には同じ符号を用い、また重複する説明は簡略に示すこととする。
【０１９０】
基板１１０１側とは逆の面を表示面として発光を取り出す場合であるので、基板１１０１は、ガラス基板や石英基板などの他にシリコン基板、セラミック基板、金属基板またはステンレス基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。ここでは、基板１１０１として、高温熱処理に耐えることができるセラミック基板を用いる。
【０１９１】
まず、基板１１０１上に平坦化のための下地絶縁膜１００２を形成する。下地絶縁膜１００２としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜から成る下地膜を形成する。
【０１９２】
以降の工程は、実施の形態８と同様にして、下地絶縁膜１００２上に半導体層を形成し、半導体層を覆うゲート絶縁膜１００３を形成し、ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成し、ドーピング処理を適宜行い、水素を含む第１の層間絶縁膜１０２０を成膜した後、半導体層に添加された不純物元素の活性化および水素化を行う。
【０１９３】
次いで、耐熱性の高い無機絶縁材料を用いて、第１の層間絶縁膜１０２０上に第２の層間絶縁膜１１２１を形成する。第２の層間絶縁膜１１２１としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜や、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸素及び窒素を含むアルミニウムまたは酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、ニオブ酸鉛（ＰｂＮｂＯ３）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、タンタル酸バリウム（ＢａＴａ２Ｏ６）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）などを用いる。
【０１９４】
次いで、実施の形態８と同様にして、選択的にエッチングして半導体層に達するコンタクトホールを形成する。
【０１９５】
次いで、コンタクトホールで半導体層と接する導電膜を形成する。導電膜としては、スパッタ法を用い、ＴｉＮ膜からなる導電膜を形成する。なお、ここでは導電膜をＴｉＮ膜とするが、特に限定されず、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料の単層、またはこれらの積層で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。ここでは、半導体層と接する耐熱性の高い導電膜とすることが好ましい。
【０１９６】
次いで、導電膜のエッチングを行い、第１の電極１１２４Ｒ、１１２４Ｇ、１１２４Ｂ、即ち、有機発光素子及び無機発光素子の陽極（或いは陰極）を形成する。
【０１９７】
次いで、第１の電極１１２４Ｂ上に印刷焼成法、またはゾルゲル法により厚膜の絶縁層１１４３を１０μｍ〜５０μｍの膜厚で選択的に形成する。厚膜の絶縁層１１４３の材料としては、チタン酸鉛、ニオブ酸鉛、チタン酸バリウムなどを用いる。印刷焼成法による場合には、材料の粒度を揃え、バインダーと混合し、適当な粘度のペーストとする。スクリーン印刷法によりペーストを選択的に塗布した後、乾燥させる。そして、適当な温度で焼成する。なお、この焼成温度に耐えうるＴＦＴ作製工程とすることが好ましい。
【０１９８】
次いで、スクリーン印刷法や電子ビーム蒸着法を用いて無機材料層１１２６を形成する。無機材料層１１２６の材料としては、ＢａＡｌ２Ｓ４：Ｅｕを用いる。
【０１９９】
次いで、薄膜の絶縁層１１４４を形成する。薄膜の絶縁層１１４４は、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法、ゾルゲル法、印刷焼成法を用いて形成する。薄膜の絶縁層１１４４としてはタンタル酸バリウム、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化タンタル、チタン酸バリウムなどを用いることができる。
【０２００】
次いで、薄膜の絶縁層１１４４を選択的にエッチングして、第１の電極１１２４Ｒ、１１２４Ｇの一部を露出させる。ここでは、タンタルターゲットを用いた酸素雰囲気中でのスパッタ法により酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）を形成した後、マスクを形成し、ＢＣｌ３とＣｌ２とＮ２とを含む混合ガスを用いて選択的にエッチングを行う。
【０２０１】
次いで、第１の電極１１２４Ｒ上に有機発光素子の発光層となる有機材料層１１２８Ｒを蒸着法により形成し、第１の電極１１２４Ｇ上に有機発光素子の発光層となる有機材料層１１２８Ｇを蒸着法により形成する。有機材料層１１２８Ｒは赤色燐光材料を蒸着材料として用い、有機材料層１１２８Ｇは、緑色燐光材料を蒸着源として用いる。なお、有機材料層１１２８Ｒ及び有機材料層１１２８Ｇの材料は、上述した実施の形態１乃至３に示したトリプレット化合物を用いることができる。
【０２０２】
また、薄膜の絶縁層１１４４は、赤色の発光領域１１４３Ｒと緑色の発光領域１１４３Ｇの間の隔壁層としても機能するため、発光素子間の短絡を防ぐことができる。
【０２０３】
次いで、画素部の全面に第２の電極１１２９を形成する。ここでは、第２の電極１１２９として透明導電膜であるＡＴＯ膜を用い、スパッタ法により１００ｎｍの膜厚とする。
【０２０４】
次いで、封止を行うため、透光性を有する基材１１３３を用いる。透光性を有する基材１１３３は透明な接着剤１１３１で接着させる。フルカラー表示とするため、着色層（青色の着色層１１３４Ｂ）や黒色層１１３５を設けた透光性を有する基材１１３３と位置合わせを行って基板１１０１に接着する。なお、着色層、及び黒色層は、オーバーコート層１１３６で覆われている。
【０２０５】
こうして得られた有機発光素子の一対の電極間に電圧を印加すると赤色の発光領域１１４３Ｒ、及び緑色の発光領域１１４３Ｇが得られる。また、着色層と組み合わせることで、無機発光素子の一対の電極間に電圧を印加すると青色の発光領域１１４３Ｂが得られる。これらの組み合わせにより高輝度で色再現性のよいフルカラー表示が得られる。
【０２０６】
なお、本実施の形態では、無機発光素子のタイプを薄膜型無機ＥＬとし、発光層を囲んで絶縁層を設けた例を示したが特に限定されず、図２（Ａ）乃至図２（Ｃ）、及び図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）のいずれの積層構造としてもよい。
【０２０７】
以上の工程を経て、図１０に示される構造を有するアクティブ型の発光表示装置は、低電圧で所望の発光輝度、及び所望の色純度が得られる寿命の長い薄型のフルカラー表示装置である。
【０２０８】
また、ここではＲＧＢの３色駆動でフルカラー表示を行う例を示したが特に限定されず、ＲＧＢＷの４色駆動でフルカラー表示を行ってもよい。
【０２０９】
また、本実施の形態は実施の形態１乃至８のいずれか一と自由に組み合わせることができる。
【０２１０】
（実施の形態１０）
本実施の形態では、無機ＥＬ素子と有機ＥＬ素子とで積層構造を異ならせる場合のパッシブ表示装置の作製例を図１１で示す。
【０２１１】
図４に示した例は、無機ＥＬ素子と有機ＥＬ素子とを同一基板上に形成する際、無機ＥＬ素子の積層構造を図２（Ａ）または図３（Ａ）とした場合に、有機ＥＬ素子と最適な組み合わせである。即ち、第１電極を形成し、隔壁層を形成した後に、無機ＥＬ素子の発光層を蒸着法または塗布法で選択的に形成した後、有機ＥＬ素子の発光層を蒸着法で選択的に形成し、その後で第２電極の成膜を行えばよい。
【０２１２】
無機ＥＬ素子の積層構造を図２（Ｂ）、図２（Ｃ）、または図３（Ｂ）、図３（Ｃ）とする場合には、第１電極と第２の電極の間に絶縁層を設けるため、有機ＥＬ素子の作製工程とは別途工程が必要となる。
【０２１３】
そこで、本実施の形態は、第１色の有機ＥＬ素子と第２色の有機ＥＬ素子との間に設ける隔壁層と、第３色の無機ＥＬ素子の一対の電極の間に設ける絶縁層とを同じ共通の材料とすることで工程を簡略化する。
【０２１４】
まず、基板１４００上に第１方向に平行に延びるストライプ状の第１配線１４０２、１４１２、１４２２を形成する。なお、図１１（Ａ）は第１方向に平行に延びる第１配線１４０２と平行な線を含む面で切断した断面図である。また、図１１（Ｂ）は、第１方向に直交する第２の方向で切断した断面図である。図１１（Ｂ）において、第１配線１４０２の隣の行の配線が配線１４１２であり、その隣の行の配線が１４２２である。
【０２１５】
次いで、ストライプ状の第１配線１４０２、１４１２、１４２２を覆う絶縁層１４０３を形成する。絶縁層１４０３は、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸素及び窒素を含む珪素、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸素及び窒素を含むアルミニウムまたは酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、ニオブ酸鉛（ＰｂＮｂＯ３）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、タンタル酸バリウム（ＢａＴａ２Ｏ６）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）などを用いることができる。なお、この絶縁層１４０３は、無機発光素子の無機材料層１４０４Ｂの下方に配置される絶縁層としても機能するため、膜厚を調節することが好ましい。
【０２１６】
次いで、絶縁層１４０３を選択的にエッチングして開口を形成し、赤色の発光領域１４０１Ｒ及び緑色の発光領域１４０１Ｇとなる第１の電極上面を露呈させる。また、ここでは図示しないが第１電極の先端部上にも開口を形成し、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）など接続できるようにする。
【０２１７】
次いで絶縁層１４０３上に隔壁層１４０６を形成する。隔壁層１４０６の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。
【０２１８】
次いで、電子ビーム蒸着法によって無機発光素子の無機材料層１４０４Ｂを青色の発光領域１４０１Ｂとなる領域に選択的に形成する。次いで、抵抗加熱法によって有機発光素子の有機材料層１４０４Ｒ、１４０４Ｇをそれぞれ選択的に形成する。有機材料層１４０４Ｒは赤色燐光材料を含み、有機材料層１４０４Ｇは緑色燐光材料を含む。
【０２１９】
隔壁層１４０６上にも無機材料層１４０４Ｂ、及び有機材料層１４０４Ｒ、１４０４Ｇが蒸着されるが、隔壁層１４０６の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有しているため、第１電極との距離が確保される。
【０２２０】
そして、蒸着法またはスパッタ法によって導電膜を形成することで、第１方向に直交する第２の方向に延びる第２の電極１４０５Ｒ、１４０５Ｇ、１４０５Ｂを形成する。なお、隔壁層１４０６上にも導電膜が形成されるが、隔壁層１４０６によって第１電極との距離が確保され配線として機能しない。
【０２２１】
以上の工程を経て、図１１に示される構造を有するパッシブ型の発光表示装置は、低電圧で所望の発光輝度、及び所望の色純度が得られる寿命の長い薄型のフルカラー表示装置である。なお、本実施の形態の無機発光素子の構造は、図２（Ｂ）に対応した積層構造に相当している。
【０２２２】
また、本実施の形態は実施の形態１乃至７のいずれか一と自由に組み合わせることができる。
【０２２３】
以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととする。
【実施例１】
【０２２４】
本実施例では、図１２を用いて、フルカラー発光表示パネルにＦＰＣや、駆動用の駆動ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）を実装する例について説明する。フルカラー発光表示パネルは、実施の形態１乃至７のいずれか一に記載のＲＧＢの３色駆動とすればよい。なお、異なる発光色（例えばＲ、Ｇ、Ｂ）を発光する複数の発光素子のうち、少なくとも一つの発光色の発光素子は有機化合物を含む発光素子（有機ＥＬ素子）とし、他の一つの発光色の発光素子は無機材料を発光層または蛍光層とする発光素子（無機ＥＬ素子）としている。
【０２２５】
図１２（Ａ）に示す図は、ＦＰＣ１２０９を４カ所の端子部１２０８に貼り付けた発光装置の上面図の一例を示している。基板１２１０上には発光素子及びＴＦＴを含む画素部１２０２と、ＴＦＴを含むゲート側駆動回路１２０３と、ＴＦＴを含むソース側駆動回路１２０１とが形成されている。ＴＦＴの活性層が結晶構造を有する半導体膜で構成されており、同一基板上にこれらの回路を形成している。従って、システムオンパネル化を実現したフルカラー表示パネルを作製することができる。
【０２２６】
また、ＲＧＢの３色駆動ではなく、輝度を改善できるＲＧＢＷの４色駆動のパネルを用いる場合には、３色映像信号から４色映像信号への変換のための駆動回路が必要となるため、その駆動回路をＴＦＴで構成すれば、部品点数を減らすことができる。
【０２２７】
また、画素部を挟むように２カ所に設けられた接続領域１２０７は、発光素子の第２の電極を下層の配線とコンタクトさせるために設けている。なお、発光素子の第１の電極は画素部に設けられたＴＦＴと電気的に接続している。
【０２２８】
また、封止基板１２０４は、画素部および駆動回路を囲むシール材１２０５、およびシール材に囲まれた充填材料によって基板１２１０と固定されている。また、透明な乾燥剤を含む充填材料を充填する構成としてもよい。また、画素部と重ならない領域に乾燥剤を配置してもよい。
【０２２９】
また、図１２（Ａ）に示した構造は、ＸＧＡクラスの比較的大きなサイズ（例えば対角４．３インチ）の発光装置で好適な例を示したが、図１２（Ｂ）は、狭額縁化させた小型サイズ（例えば対角１．５インチ）で好適なＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式を採用した例である。
【０２３０】
図１２（Ｂ）において、基板１３１０上に駆動ＩＣ１３０１が実装され、駆動ＩＣの先に配置された端子部１３０８にＦＰＣ１３０９を実装している。実装される駆動ＩＣ１３０１は、生産性を向上させる観点から、一辺が３００ｍｍから１０００ｍｍ以上の矩形状の基板上に複数個作り込むとよい。つまり、基板上に駆動回路部と入出力端子を一つのユニットとする回路パターンを複数個形成し、最後に分割して駆動ＩＣを個別に取り出せばよい。駆動ＩＣの長辺の長さは、画素部の一辺の長さや画素ピッチを考慮して、長辺が１５〜８０ｍｍ、短辺が１〜６ｍｍの矩形状に形成してもよいし、画素領域の一辺、又は画素部の一辺と各駆動回路の一辺とを足した長さに形成してもよい。
【０２３１】
駆動ＩＣのＩＣチップに対する外形寸法の優位性は長辺の長さにあり、長辺が１５〜８０ｍｍで形成された駆動ＩＣを用いると、画素部に対応して実装するのに必要な数がＩＣチップを用いる場合よりも少なくて済み、製造上の歩留まりを向上させることができる。また、ガラス基板上に駆動ＩＣを形成すると、母体として用いる基板の形状に限定されないので生産性を損なうことがない。これは、円形のシリコンウエハからＩＣチップを取り出す場合と比較すると、大きな優位点である。
【０２３２】
また、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式を採用してもよく、その場合は、複数のテープを貼り付けて、該テープに駆動ＩＣを実装すればよい。ＣＯＧ方式の場合と同様に、単数のテープに単数の駆動ＩＣを実装してもよく、この場合には、強度の問題から、駆動ＩＣを固定するための金属片等を一緒に貼り付けるとよい。
【０２３３】
また、画素部１３０２と駆動ＩＣ１３０１の間に設けられた接続領域１３０７は、発光素子の第２の電極を下層の配線とコンタクトさせるために設けている。なお、発光素子の第１の電極は画素部１３０２に設けられたＴＦＴと電気的に接続している。
【０２３４】
また、封止基板１３０４は、画素部１３０２を囲むシール材１３０５、およびシール材に囲まれた充填材料によって基板１３１０と固定されている。
【０２３５】
また、画素部のＴＦＴの活性層として非晶質半導体膜を用いる場合には、駆動回路を同一基板上に形成することは困難であるため、大きなサイズであっても図１２（Ｂ）の構成となる。
【０２３６】
以上の様に、本発明を実施する、即ち実施の形態１乃至１０のいずれか一の作製方法または構成を用いて、様々な電子機器を完成させることができる。
【実施例２】
【０２３７】
本発明の半導体装置、及び電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機又は電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。それら電子機器の具体例を図１３および図１４に示す。
【０２３８】
図１３（Ａ）はデジタルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、撮像部、操作キー２１０４、シャッター２１０６等を含む。なお、図１３（Ａ）は表示部２１０２側からの図であり、撮像部は示していない。本発明を表示部２１０２に適用し、色再現性のよいフルカラー表示のデジタルカメラが実現できる。
【０２３９】
図１３（Ｂ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウス２２０６等を含む。本発明により、色再現性のよいノート型パーソナルコンピュータを実現することができる。
【０２４０】
図１３（Ｃ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表示する。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。本発明により、色再現性のよいフルカラー表示の画像再生装置を実現することができる。
【０２４１】
また、図１３（Ｄ）は表示装置であり、筐体１９０１、支持台１９０２、表示部１９０３、スピーカー部１９０４、ビデオ入力端子１９０５などを含む。この表示装置は、他の実施例で示した作製方法により形成した薄膜トランジスタをその表示部１９０３および駆動回路に用いることにより作製される。なお、表示装置には液晶表示装置、発光装置などがあり、具体的にはコンピュータ用、テレビ受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。本発明により、色再現性のよい表示装置、特に２２インチ〜５０インチの大画面を有する大型のフルカラー表示装置を実現することができる。
【０２４２】
また、図１３（Ｅ）は携帯電話であり、携帯情報端末の１つの代表例である。この携帯電話は筐体１９２１、表示部１９２２、センサ部１９２４、操作キー１９２３などを含む。センサ部１９２４は、光センサ素子を有しており、センサ部１９２４で得られる照度に合わせて表示部１９２２の輝度コントロールを行ったり、センサ部１９２４で得られる照度に合わせて操作キー１９２３の照明制御を行うことで携帯電話の消費電流を抑えることができる。また、ＣＣＤなどの撮像機能を有する携帯電話であれば、光学ファインダーの近くに設けられたセンサ部１９２４のセンサ受光量が変化することで撮影者が光学ファインダーを覗いたか否かを検出する。撮影者が光学ファインダーを覗いている場合には、表示部１９２２をオフとすることで消費電力を抑えることができる。
【０２４３】
上記の携帯電話を初めとして、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ、情報携帯端末）、デジタルカメラ、小型ゲーム機などの電子機器は携帯情報端末であるため、表示画面が小さい。従って、上述した実施の形態１乃至１０のいずれか一で示したフルカラーパネルを用いることによって、小型・軽量化を図ることができる。
【０２４４】
また、本発明の半導体装置を実装した電子機器の他の一態様について図１４（Ａ）を参照して説明する。ここで例示するのは、記録媒体を備えた携帯型の音楽再生装置であり、本体２９０１、表示部２９０３、記録媒体（カード型メモリ、小型大容量メモリ等）読み込み部２９０７、操作キー２９０２、２９０６、接続コード２９０４に接続されたヘッドフォンのスピーカー部２９０５等を含む。本発明は、表示部２９０３に適用し、フルカラー化された音楽再生装置を実現できる。
【０２４５】
また、本発明の半導体装置を実装した電子機器の他の一態様について図１４（Ｂ）を参照して説明する。ここで例示するのは、腕に取り付け可能な携帯型のコンピュータであり、本体２９１１、表示部２９１２、スイッチ２９１３、操作キー２９１４、スピーカー部２９１５、半導体集積回路２９１６等を含む。表示部２９１２はタッチパネルとして様々な入力や操作が可能である。なお、ここでは図示しないが、携帯型のコンピュータの温度上昇を抑える冷却機能や、赤外線ポート、高周波回路などの通信機能を具備している。
【０２４６】
人の腕２９１０に触れても違和感を感じないように人の腕と触れる部分はプラスチックなどのフィルムで覆われていることが好ましい。また、人の腕２９１０に沿って本体２９１１の外形を湾曲させてもよい。本発明は、色再現性のよいフルカラー表示を実現でき、表示画像が高精細な携帯型のコンピュータを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０２４７】
【図１】本発明の画素部の上面図を示す図。
【図２】発光素子の断面の一例を示す図。
【図３】発光素子の断面の一例を示す図。
【図４】パッシブ型表示装置の斜視図を示す図。
【図５】アクティブマトリクス型表示装置の画素部における等価回路を示す図。
【図６】本発明の画素部の上面図を示す図。
【図７】各発光素子と光学フィルターとの組み合わせの一例を示す図。
【図８】各発光素子と光学フィルターとの組み合わせの一例を示す図。
【図９】アクティブ型表示装置の断面を示す図。
【図１０】アクティブ型表示装置の断面を示す図。
【図１１】パッシブ型表示装置の断面を示す図。
【図１２】フルカラー発光表示モジュールの上面図を示す図。
【図１３】電子機器の一例を示す図。
【図１４】電子機器の一例を示す図。
【符号の説明】
【０２４８】
１０：画素領域
１１：有機材料層
１２：有機材料層
１３：無機材料層
２０：画素領域
２１：有機材料層
２２：有機材料層
２３：無機材料層
３０：画素領域
３１：無機材料層
３２：有機材料層
３３：有機材料層
４０：画素領域
４１：有機材料層
４２：有機材料層
４３：有機材料層
４４：無機材料層
５０：電極層
５１：電界発光層
５２：電界発光層
５３：電極層
５４：絶縁層
６０：電極層
６１：発光材料
６２：電界発光層
６３：電極層
６４：絶縁層
７０：画素領域
７１：有機材料層
７２：有機材料層
７３：無機材料層
７４：無機材料層
１００    カソード側電源線
１０２    電流制御用ＴＦＴ
１０３Ｂ    無機ＥＬ素子
１０３Ｇ    有機ＥＬ素子
１０３Ｒ    有機ＥＬ素子
１０６Ｂ    アノード側電源線（Ｂ）
１０６Ｇ    アノード側電源線（Ｇ）
１０６Ｒ    アノード側電源線（Ｒ）
７０１Ｂ    青色発光素子
７０１Ｇ    緑色発光素子
７０１Ｒ    赤色発光素子
７０２Ｂ    青色発光素子
７０２Ｇ    緑色発光素子
７０２Ｒ    赤色発光素子
７０３Ｂ    青色発光素子
７０３Ｇ    緑色発光素子
７０３Ｒ    赤色発光素子
７０４Ｂ    青色発光素子
７０４Ｇ    緑色発光素子
７０４Ｒ    赤色発光素子
７０５Ｂ    青色発光素子
７０５Ｇ    緑色発光素子
７０５Ｒ    赤色発光素子
８０１Ｂ    青色発光素子
８０１Ｇ    緑色発光素子
８０１Ｒ    赤色発光素子
８０１Ｗ    白色発光素子
８０２Ｂ    青色発光素子
８０２Ｇ    緑色発光素子
８０２Ｒ    赤色発光素子
８０２Ｗ    白色発光素子
８０３Ｂ    青色発光素子
８０３Ｇ    緑色発光素子
８０３Ｒ    赤色発光素子
８０３Ｗ    白色発光素子
８０４Ｂ    青色発光素子
８０４Ｇ    緑色発光素子
８０４Ｒ    赤色発光素子
８０４Ｗ    白色発光素子
９５１    基板
９５２    電極
９５３    絶縁層
９５４    隔壁層
９５５    発光層等を含む層
９５６    電極
１００１    基板
１００２    下地絶縁膜
１００３    ゲート絶縁膜
１００４    導電層
１００９    低濃度不純物領域
１０１１    高濃度不純物領域
１０１８    高濃度不純物領域
１０２０    層間絶縁膜
１０２１    層間絶縁膜
１０２２    接続電極
１０２３    接続電極
１０２４Ｇ    電極
１０２４Ｒ    電極
１０２５    絶縁物
１０２６    無機材料層
１０２７    絶縁層
１０２８    有機材料層
１０２９    電極
１０３０    間隙
１０３１    封止材
１０３２    シール材
１０３３    基材
１０３４Ｂ    着色層
１０３４Ｇ    着色層
１０３５    黒色膜
１０３６    オーバーコート層
１０４０    画素部
１０４１    駆動回路部
１０４２    周縁部
１０４４Ｂ    発光領域
１０４４Ｇ    発光領域
１０４４Ｒ    発光領域
１１０１    基板
１１２１    層間絶縁膜
１１２４Ｂ    電極
１１２４Ｇ    電極
１１２４Ｒ    電極
１１２６    無機材料層
１１２８Ｇ    有機材料層
１１２８Ｒ    有機材料層
１１３１    接着材
１１３３    封止基板
１１３４Ｂ    着色層
１１３５    黒色膜
１１３６    オーバーコート層
１１４３    絶縁層
１１４３Ｂ    発光領域
１１４３Ｇ    発光領域
１１４３Ｒ    発光領域
１１４４    絶縁層
１２０１    ソース側駆動回路
１２０２    画素部
１２０３    ゲート側駆動回路
１２０４    封止基板
１２０５    シール材
１２０７    接続領域
１２０８    端子部
１２０９    ＦＰＣ
１２１０    基板
１３０１    駆動ＩＣ
１３０２    画素部
１３０４    封止基板
１３０５    シール材
１３０７    接続領域
１３０８    端子部
１３０９    ＦＰＣ
１３１０    基板
１４００    基板
１４０１Ｂ    発光領域
１４０１Ｇ    発光領域
１４０１Ｒ    発光領域
１４０２    電極
１４０２    配線
１４０３    絶縁層
１４０４Ｂ    無機材料層
１４０４Ｇ    有機材料層
１４０４Ｒ    有機材料層
１４０５    電極
１４０６    隔壁層
１４１２    配線
１９０１    筐体
１９０２    支持台
１９０３    表示部
１９０４    スピーカー部
１９０５    ビデオ入力端子
１９２１    筐体
１９２２    表示部
１９２３    操作キー
１９２４    センサ部
２１０１    本体
２１０２    表示部
２１０４    操作キー
２１０６    シャッター
２２０１    本体
２２０２    筐体
２２０３    表示部
２２０４    キーボード
２２０５    外部接続ポート
２２０６    ポインティングマウス
２４０１    本体
２４０２    筐体
２４０３    表示部Ａ
２４０４    表示部Ｂ
２４０５    スピーカー部
２４０６    操作キー
２４０７    スピーカー部
２９０１    本体
２９０２    操作キー
２９０３    表示部
２９０４    接続コード
２９０７    記録媒体
２９１０    腕
２９１１    本体
２９１２    表示部
２９１３    スイッチ
２９１４    操作キー
２９１５    スピーカー部
２９１６    半導体集積回路
【図１】
2007265973.tif 000003
【図２】
2007265973.tif 000004
【図３】
2007265973.tif 000005
【図４】
2007265973.tif 000006
【図５】
2007265973.tif 000007
【図６】
2007265973.tif 000008
【図７】
2007265973.tif 000009
【図８】
2007265973.tif 000010
【図９】
2007265973.tif 000011
【図１０】
2007265973.tif 000012
【図１１】
2007265973.tif 000013
【図１２】
2007265973.tif 000014
【図１３】
2007265973.tif 000015
【図１４】
2007265973.tif 000016